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17.1 • • Olfação | O sentido do olfato OBJETIVOS Descrever a estrutura dos receptores olfatórios e de outras células envolvidas na olfação Destacar a via neural utilizada na olfação. Na noite passada, você estava estudando anatomia e fisiologia na sala e de repente você se viu cercado pelo cheiro de brownies recémassados. Após seguir o cheiro e implorar para conseguir um, o sabor rico e úmido o transportou de volta para a cozinha de sua mãe, há dez anos. Tanto o olfato quanto o paladar são sentidos químicos; as sensações surgem a partir da interação de moléculas com os receptores do olfato ou do paladar. Para que sejam detectadas por esses sentidos, as moléculas estimuladoras precisam estar dissolvidas. Como os impulsos do olfato e do paladar são propagados para o sistema límbico (e também para áreas corticais superiores), determinados odores e sabores podem causar respostas emocionais fortes ou uma cascata de memórias. Anatomia dos receptores olfatórios Estimase que os seres humanos consigam reconhecer cerca de 10.000 odores diferentes. Para que isso seja possível, o nariz contém entre 10 e 100 milhões de receptores para o sentido do olfato, contidos em uma região chamada de epitélio olfatório. Com uma área total de 5 cm², o epitélio olfatório ocupa a parte superior da cavidade nasal, cobrindo a face inferior da lâmina cribriforme e se estendendo ao longo da concha nasal superior (Figura 17.1A). O epitélio olfatório é composto por três tipos de células: os receptores olfatórios, as células de sustentação e as células basais (Figura 17.1B). Os receptores olfatórios são os neurônios de primeira ordem da via olfatória. Cada receptor olfatório é um neurônio bipolar com um dendrito exposto com formato de calículo e um axônio que se projeta através da placa cribriforme e termina no bulbo olfatório. Estendendose a partir do dendrito de uma célula receptora olfatória encontramse vários cílios olfatórios imóveis, que são os locais da transdução olfatória. (Lembrese de que transdução é a conversão da energia do estímulo em um potencial graduado no receptor sensitivo.) Nas membranas plasmáticas dos cílios olfatórios encontramse os receptores olfatórios que detectam as substâncias químicas inaladas. As substâncias químicas que possuem um odor que se ligue e estimule os receptores olfatórios nos cílios olfatórios são chamados de odoríferas (odorantes). Os receptores olfatórios respondem ao estímulo químico de uma molécula odorífera produzindo um potencial gerador e iniciando assim a resposta olfatória. Figura 17.1 Epitélio olfatório e via olfatória. A. A localização do epitélio olfatório na cavidade nasal. B. Anatomia dos receptores olfatórios, que consistem em neurônios de primeira ordem cujos axônios se estendem através da lâmina cribriforme e terminam no bulbo olfatório. C. Histologia do epitélio olfatório. D. Via olfatória. O epitélio olfatório consiste nos receptores olfatórios, nas células de sustentação e nas células basais. Qual é o tempo de vida de um receptor olfatório? As células de sustentação são células epiteliais colunares da túnica mucosa que reveste o nariz. Elas fornecem sustentação física, nutrição e isolamento elétrico para os receptores olfatórios e ajudam a destoxificar substâncias químicas que entram em contato com o epitélio olfatório. As células basais são célulastronco localizadas entre as bases das células de sustentação. Elas sofrem divisão celular continuamente para produzirem novos receptores olfatórios, que vivem apenas cerca de 1 mês antes de serem substituídos. Esse processo é extraordinário, levandose em consideração que os receptores olfatórios são neurônios e, como você já aprendeu, os neurônios maduros geralmente não são repostos. No tecido conjuntivo que sustenta o epitélio olfatório encontramse as glândulas olfatórias ou glândulas de Bowman, produtoras de muco, que é transportado para a superfície do epitélio por ductos. A secreção umedece a superfície do epitélio olfatório e dissolve os odoríferos de modo que possa ocorrer a transdução. Tanto as células de sustentação do epitélio nasal quanto as glândulas olfatórias são inervadas por neurônios parassimpáticos dos ramos do nervo facial (NC VII), que podem ser estimulados por determinadas substâncias químicas. Impulsos desses nervos, por sua vez, podem estimular as glândulas lacrimais nos olhos e as glândulas mucosas nasais. O resultado são lágrimas e coriza após a inalação de substâncias como pimenta ou de vapores de amônia. Fisiologia da olfação Já foram realizadas muitas tentativas para distinguir e classificar as sensações “primárias” do olfato. Evidências genéticas sugerem agora que existem centenas de odores primários. Nossa capacidade de reconhecer cerca de 10.000 odores diferentes provavelmente depende dos padrões de atividade cerebral que surgem a partir da ativação de muitas combinações diferentes dos receptores olfatórios. Os receptores olfatórios reagem às moléculas odoríferas do mesmo modo que a maior parte dos receptores sensitivos reage a seus estímulos específicos: um potencial gerador (despolarização) se desenvolve e dispara um ou mais impulsos nervosos. Esse processo, chamado de transdução olfatória, ocorre da seguinte maneira (Figura 17.2): a ligação de um odorante a uma proteína receptora olfatória localizada em um cílio olfatório estimula uma proteína de membrana chamada de proteína G. A proteína G, por sua vez, ativa a enzima adenilato ciclase a produzir uma substância chamada de monofosfato de adenosina cíclico (AMP cíclico ou cAMP) (ver Seção 18.4). O cAMP abre um canal de sódio (Na+), que permite que o Na+ entre no citosol, causando um potencial gerador despolarizante na membrana do receptor olfatório. Se a despolarização alcançar o limiar, é gerado um potencial de ação pelo axônio do receptor olfatório. Limiares e adaptação aos odores O olfato, assim como todos os sentidos especiais, apresenta um limiar baixo. Apenas algumas moléculas de determinadas substâncias devem estar presentes no ar para que sejam percebidas como um odor. Um bom exemplo é a substância química metilmercaptano, cujo odor é semelhante a repolho estragado e pode ser detectada em concentrações tão baixas quanto 1/25 bilionésimo de miligrama por mililitro de ar. Como o gás natural utilizado na cozinha e no aquecimento das casas é inodoro, porém letal e potencialmente explosivo se for acumulado, um pouco de metilmercaptano é adicionado ao gás natural para fornecer um aviso olfatório a respeito de vazamentos de gás. A adaptação (diminuição da sensibilidade) aos odores ocorre rapidamente. Os receptores olfatórios se adaptam em cerca de 50% após o primeiro segundo de estímulo, mas se adaptam bem mais devagar depois disso. Ainda assim, pode ocorrer insensibilidade completa a determinados odores fortes após um minuto de exposição. Aparentemente, a redução da sensibilidade envolve um processo adaptativo também no SNC. Via olfatória Em cada lado do nariz, cerca de 40 ramos de axônios delgados e não mielinizados dos receptores olfatórios se estendem através de cerca de 20 forames olfatórios na lâmina cribriforme do etmoide (ver Figura 17.1B). Esses cerca de 40 ramos de axônios formam coletivamente os nervos olfatórios (I) direito e esquerdo. Os nervos olfatórios terminam no encéfalo em massas pareadas de matéria cinza chamadas de bulbos olfatórios, que estão localizados abaixo dos lobos frontais do cérebro e laterais à crista etmoidal do etmoide. Nos bulbos olfatórios, os terminais axônicos dos receptores olfatórios formam sinapses com os dendritos e os corpos celulares dos neurônios do bulbo olfatório na via olfatória. Os axôniosdos neurônios do bulbo olfatório se estendem posteriormente e formam o trato olfatório (ver Figura 17.1B). Alguns dos axônios do trato olfatório se projetam para a área olfatória primária do córtex cerebral; localizada nas faces inferior e média do lobo temporal, que é a área olfatória em que começa a percepção consciente do cheiro (ver Figura 17.1D). As sensações olfatórias são as únicas sensações que alcançam o córtex cerebral sem primeiro fazer sinapse com o tálamo. Outros axônios do trato olfatório se projetam para o sistema límbico e o hipotálamo; essas conexões contribuem para as nossas respostas emocionais e nossas memórias evocadas por cheiros. Exemplos incluem excitação sexual provocada por um determinado perfume, náuseas após sentir o cheiro de um alimento que já tenha feito você passar muito mal ou a memória de uma experiência da infância evocada por um odor. Figura 17.2 Transdução olfatória. A ligação de uma molécula odorante a uma proteína receptora olfatória ativa uma proteína G e a adenilato ciclase, resultando na produção de cAMP. O AMP cíclico abre canais iônicos para o sódio (Na+) e os íons Na+ entram no receptor olfatório. A despolarização resultante pode gerar um potencial de ação, que se propaga pelo axônio do receptor olfatório. Os odorantes podem produzir potenciais geradores despolarizantes, que causam potenciais de ação. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter18.html#ch18-4 1. 2. 17.2 • Em qual parte do receptor olfatório ocorre a transdução olfatória? A partir da área olfatória primária, outras vias também se estendem para o lobo frontal. Uma região importante para a identificação e a discriminação dos odores é a área orbitofrontal (área 11 na Figura 14.15). Pessoas que sofreram danos nessa área apresentam dificuldades na identificação de odores diferentes. Estudos utilizando tomografia por emissão de pósitrons (PET) sugerem algum grau de lateralização hemisférica: a área orbitofrontal do hemisfério direito exibe uma atividade maior durante o processamento olfatório. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Hiposmia As mulheres frequentemente têm olfato mais aguçado do que os homens, especialmente durante a ovulação. O tabagismo compromete muito o olfato a curto prazo e pode causar danos a longo prazo nos receptores olfatórios. Com o envelhecimento, o olfato se deteriora. Hiposmia, redução da capacidade de percepção de odores, ocorre em metade dos indivíduos com mais de 65 anos de idade e 75% daqueles com mais de 80 anos. A hiposmia também pode ser causada por mudanças neurológicas, como traumatismos cranioencefálicos (TCE), doença de Alzheimer ou de Parkinson; alguns fármacos, como anti-histamínicos, analgésicos ou esteroides e tabagismo. TESTE RÁPIDO Como as células basais contribuem para o olfato? Qual é a sequência de eventos desde a ligação de uma molécula odorífera a um cílio olfatório até a chegada de um impulso nervoso na área orbitofrontal? Gustação | O sentido do paladar OBJETIVO Descrever a estrutura dos receptores gustatórios e a via neural para a gustação. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 1. 2. 3. O paladar ou a gustação, assim como o olfato, é um sentido químico. Entretanto, ele é muito mais simples do que o olfato uma vez que apenas cinco gostos primários podem ser distinguidos: azedo, doce, amargo, salgado e umami. O sabor umami, descoberto mais recentemente do que os outros, foi relatado primeiramente por cientistas japoneses e é descrito como “carnoso” ou “saboroso”. Acreditase que o umami surja a partir de receptores gustatórios estimulados por L glutamato e por nucleotídios, substâncias presentes em muitos alimentos. O glutamato monossódico (GMS), adicionado a alimentos como intensificador de sabor, confere o sabor umami aos alimentos. Todos os outros sabores, como chocolate, pimenta e café, são apenas combinações dos cinco sabores primários, além das sensações olfatória e táteis que acompanham o alimento. Os odores dos alimentos podem passar da boca para a cavidade nasal, onde estimulam os receptores olfatórios. Como o olfato é muito mais sensível do que o paladar, uma dada concentração de substância alimentar pode estimular o sistema olfatório centenas de vezes mais intensamente do que ela estimula o sistema gustatório. Quando você está gripado ou sofrendo por alergia e não consegue sentir o sabor do seu alimento, na realidade é o olfato que está bloqueado e não o paladar. Anatomia dos calículos (botões) gustatórios e das papilas linguais Os receptores para as sensações gustatórias estão localizados nos calículos gustatórios (Figura 17.3). A maior parte dos quase 10.000 calículos gustatórios de um adulto jovem encontrase na língua, mas alguns podem ser achados no palato mole (parte posterior do teto da boca), na faringe (garganta) e na epiglote (uma lâmina de cartilagem na laringe). A quantidade de calículos gustatórios diminui com a idade. Cada calículo gustatório é um corpo oval que consiste em três tipos de células epiteliais: as células de sustentação, as células receptoras gustatórias e as células basais (ver Figura 17.3C). As células de sustentação contêm microvilosidades e envolvem aproximadamente 50 células receptoras gustatórias em cada calículo gustatório. As microvilosidades gustatórias se projetam a partir de cada célula receptora gustatória para a superfície externa através do poro gustatório, uma abertura no calículo gustatório. As células basais, célulastronco encontradas na periferia do calículo gustatório próximas à camada de tecido conjuntivo, produzem as células epiteliais de sustentação, que, então, se desenvolvem em células receptoras gustatórias. Cada célula receptora gustatória possui uma vida de cerca de 10 dias. Esse é o motivo pelo qual não demora muito tempo para que os receptores gustatórios na língua se recuperem após uma queimadura causada por uma xícara de café muito quente. Em sua base, as células receptoras gustatórias fazem sinapses com dendritos de neurônios de primeira ordem, que formam a primeira parte da via gustatória. Os dendritos de cada neurônio de primeira ordem se ramificam substancialmente e formam contatos com muitas células receptoras gustatórias em vários calículos gustatórios. Os calículos gustatórios estão localizados em elevações na língua chamadas de papilas, que aumentam a área superficial e fornecem uma estrutura rugosa para a face superior da língua (Figura 17.3A, B). Três tipos de papilas contêm calículos gustatórios: Cerca de 12 papilas circunvaladas circulares e muito grandes formam uma fileira com formato de V invertido na parte posterior da língua. Cada uma dessas papilas armazena cerca de 100 a 300 calículos gustatórios. As papilas fungiformes são elevações com formato de cogumelo espalhadas ao longo de toda a superfície da língua contendo cada uma delas cerca de cinco calículos gustatórios. As papilas folhadas estão localizadas em fossetas nas margens laterais da língua, porém a maior parte de seus calículos gustatórios degenera no início da infância. Figura 17.3 Relação entre as células receptoras gustatórias nos calículos gustatórios e as papilas linguais. As células receptoras gustatórias estão localizadas nos calículos gustatórios. Que papel as células basais desempenham nos calículos gustatórios? Além disso, toda a superfície da língua possui papilas filiformes. Essas estruturas pontudas e com formato de fio contêm receptores táteis, mas nenhum calículo gustatório. Eles aumentam o atrito entre a língua e o alimento, fazendo com que seja mais fácil para a língua movimentar o alimento na cavidade oral. Fisiologia da gustação As substânciasquímicas que estimulam as células receptoras gustatórias são chamadas de tastants. Uma vez que uma dessas substâncias esteja dissolvida na saliva, ela pode entrar em contato com as membranas plasmáticas das microvilosidades gustatórias, que são os locais da transdução do paladar. O resultado é um potencial receptor que estimula a exocitose de vesículas sinápticas a partir da célula receptora gustatória. Por sua vez, as moléculas de neurotransmissor liberadas disparam impulsos nervosos nos neurônios sensitivos de primeira ordem que formam sinapses com as células receptoras gustatórias. O potencial receptor surge diferentemente para estimuladores diferentes. Os íons sódio (Na+) em um alimento salgado entram nas células receptoras gustatórias através de canais de Na+ na membrana plasmática. O acúmulo de Na+ dentro da célula causa despolarização, que leva a uma liberação de neurotransmissor. Os íons hidrogênio (H+) nos estimuladores azedos podem fluir para dentro das células receptoras gustatórias através de canais de H+. Eles também influenciam a abertura e o fechamento de outros tipos de canais iônicos. Novamente, o resultado é a despolarização e a liberação de um neurotransmissor. Outros estimuladores, responsáveis pelo estímulo dos sabores doce, amargo e umami, não entram nas células receptoras gustatórias. Em vez disso, eles se ligam a receptores na membrana plasmática que estão ligados às proteínas G. As proteínas G ativam então várias substâncias químicas diferentes conhecidas como segundos mensageiros dentro da célula receptora gustatória. Diferentes segundos mensageiros causam a despolarização de modos variados, mas o resultado é sempre o mesmo – a liberação do neurotransmissor. Se todos os estimuladores promovem a liberação de neurotransmissor a partir de muitas células receptoras gustatórias, por que os alimentos têm gostos diferentes? Acreditase que a resposta para essa pergunta se encontra nos padrões de impulsos nervosos em grupos de neurônios gustatórios de primeira ordem que formam sinapses com as células receptoras gustatórias. Sabores diferentes surgem a partir da ativação de grupos diferentes de neurônios gustatórios. Além disso, embora cada célula receptora gustatória individual responda a mais de um dos cinco sabores primários, ela pode responder mais fortemente a alguns estimuladores do que a outros. Limiares e adaptação gustatórios O limiar para o sabor varia de acordo com cada um dos sabores primários. O limiar para substâncias amargas, como o quinino, é o mais baixo. Como substâncias venenosas são frequentemente amargas, esse limiar baixo (ou sensibilidade alta) pode ter uma função protetora. O limiar para substâncias azedas (como o limão), medido através do uso de ácido hidroclorídrico, é um pouco mais alto. Os limiares para substâncias salgadas (representadas pelo cloreto de sódio) e para substâncias doces (medido utilizando sacarose) são semelhantes e mais altos do que os limiares para as substâncias azedas e amargas. A adaptação completa a um sabor específico pode ocorrer em 1 a 5 min de estímulo contínuo. A adaptação do paladar ocorre por causa de mudanças nos receptores gustatórios, nos receptores olfatórios e nos neurônios da via gustatória no SNC. Via gustatória Três nervos cranianos contêm axônios dos neurônios gustatórios de primeira ordem que inervam os calículos gustatórios. O nervo facial (VII) inerva os calículos gustatórios nos dois terços anteriores da língua; o nervo glossofaríngeo (IX) inerva os calículos gustatórios no terço posterior da língua e o nervo vago (X) inerva os calículos gustatórios na garganta e na epiglote (Figura 17.3E). A partir dos calículos gustatórios, os impulsos nervosos são propagados ao longo desses nervos cranianos até o núcleo gustatório no bulbo. A partir do bulbo, alguns axônios carregando os sinais gustatórios se projetam para o sistema límbico e para o hipotálamo; outros se projetam para o tálamo. Os sinais gustatórios que se projetam a partir do tálamo para a área gustatória primária no lobo parietal do córtex cerebral (ver área 43 na Figura 14.15) dão origem à percepção consciente do paladar. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Aversão gustatória Provavelmente por causa de projeções gustatórias para o hipotálamo e para o sistema límbico, existe uma ligação forte entre o paladar e emoções agradáveis ou desagradáveis. Alimentos doces evocam reações de prazer enquanto alimentos amargos causam expressões de nojo, até mesmo em bebês recém-nascidos. Esse https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 3. 4. 5. 17.3 • • • fenômeno é a base para a aversão gustatória, na qual as pessoas e os animais aprendem rapidamente a evitar um alimento que perturbe seu sistema digestório. A vantagem de se evitarem alimentos que causem esse tipo de doença é maior sobrevivência. Entretanto, fármacos e tratamentos radioativos utilizados para combater o câncer causam frequentemente náuseas e perturbam o aparelho gastrintestinal independentemente do tipo de alimento que é consumido. Desse modo, os pacientes com câncer podem perder o apetite por desenvolverem aversão gustatória para a maior parte dos alimentos. TESTE RÁPIDO Como as células receptoras olfatórias e as células receptoras gustatórias diferem em estrutura e função? Trace o percurso de um estímulo gustatório desde o contato do estimulador gustatório com a saliva até a área gustatória primária no córtex cerebral. Compare as vias olfatória e gustatória. Visão OBJETIVOS Identificar cada estrutura acessória do olho e os componentes estruturais do bulbo do olho Estudar a formação da imagem descrevendo a refração, a acomodação e a constrição da pupila Descrever o processamento dos sinais visuais na retina e a via neural da visão. A visão, o ato de ver, é extremamente importante para a sobrevivência humana. Mais de metade dos receptores sensitivos no corpo humano estão localizados nos olhos e uma grande parte do córtex cerebral é dedicada ao processamento da informação visual. Nesta seção, nós avaliaremos a radiação eletromagnética, as estruturas acessórias do olho, o bulbo do olho, a formação das imagens visuais, a fisiologia da visão e a via visual desde o olho até o encéfalo. Radiação eletromagnética A radiação eletromagnética é a energia na forma de ondas que é irradiada pelo sol. Existem muitos tipos de radiação eletromagnética, incluindo raios gama, raios X, raios UV, luz visível, radiação infravermelha, microondas e ondas de rádio. Essa variação de radiação eletromagnética é conhecida como espectro eletromagnético (Figura 17.4). A distância entre dois picos consecutivos de uma onda eletromagnética é o comprimento de onda. Os comprimentos de onda variam de curtos a longos; por exemplo, os raios gama apresentam comprimentos de onda menores do que um nanômetro e a maior parte das ondas de rádio possuem comprimentos de onda maiores do que um metro. Os olhos são responsáveis pela detecção da luz visível, a parte do espectro eletromagnético com comprimentos de onda variando entre 400 e 700 nm. A luz visível exibe cores: a cor da luz visível depende de seu comprimento de onda. Por exemplo, a luz com o comprimento de onda de 400 nm é violeta e a luz com comprimento de onda de 700 nm é vermelha. Se um objeto consegue absorver determinados comprimentos de onda da luz visível e refletir outros, esse objeto parecerá ter a cor do comprimento de onda refletido. Por exemplo, uma maçã verde parece verde porque ela reflete principalmente a luz verde e absorve a maior parte dos outros comprimentos de onda da luz visível. Um objeto parece branco porque ele reflete todos os comprimentos de onda da luz visível. Um objeto parecepreto porque ele absorve todos os comprimentos de onda da luz visível. Figura 17.4 Espectro eletromagnético. A luz visível é a parte do espectro eletromagnético com comprimentos de onda que variam entre 400 e 700 nm. Uma luz visível com comprimento de onda de 700 nm é de que cor? Estruturas acessórias do olho As estruturas acessórias do olho incluem as pálpebras, os cílios, as sobrancelhas, o aparelho lacrimal (produtor de lágrimas) e os músculos extrínsecos do bulbo do olho. Pálpebras As pálpebras superiores e inferiores cobrem os olhos durante o sono, protegem os olhos da luz excessiva e de objetos estranhos e espalham as secreções lubrificantes pelos bulbos dos olhos (Figura 17.5). A pálpebra superior é mais móvel do que a inferior e contém em sua região superior o músculo levantador da pálpebra superior (ver Figura 17.6A). Algumas vezes, uma pessoa pode experimentar uma contração incômoda na pálpebra, um tremor involuntário semelhante aos espasmos na mão, no braço, na perna ou no pé. Essas contrações musculares são quase sempre inofensivas e em geral duram apenas alguns segundos. Elas estão associadas frequentemente ao estresse e a fadiga. O espaço entre as pálpebras superior e inferior e que expõe o bulbo do olho é a fissura palpebral. Seus ângulos são conhecidos como comissura lateral, que é mais estreita e próxima ao temporal, e comissura medial, que é mais larga e mais próxima ao osso nasal. Na comissura medial encontrase uma elevação pequena e avermelhada, a carúncula lacrimal, que contém glândulas sebáceas (oleosas) e glândulas sudoríferas (de suor). O material esbranquiçado que algumas vezes se acumula na comissura medial surge a partir dessas glândulas. Desde sua parte mais superficial até a mais profunda, cada pálpebra consiste em epiderme, derme, tela subcutânea, fibras do músculo orbicular do olho, tarso, glândulas tarsais e túnica conjuntiva (Figura 17.6A). O tarso é uma prega espessa de tecido conjuntivo que dá forma e sustentação às pálpebras. Em cada tarso encontrase uma fileira de glândulas sebáceas alongadas modificadas, conhecidas como glândulas tarsais ou glândulas de Meibomio, que secretam um líquido que ajuda a manter as pálpebras aderidas uma à outra. Uma infecção nas glândulas tarsais produz um tumor ou cisto na pálpebra chamado de calázio. A túnica conjuntiva é uma túnica mucosa protetora fina composta por epitélio pavimentoso estratificado não queratinizado sustentada por tecido conjuntivo areolar e com numerosas células caliciformes. A túnica conjuntiva da pálpebra reveste a face interna das pálpebras e a túnica conjuntiva do bulbo passa das pálpebras para a superfície do bulbo do olho, onde ela cobre a esclera (a “parte branca” do olho), mas não a córnea, que é uma região transparente que forma a face anterior externa do bulbo do olho. Acima da esclera, a túnica conjuntiva é vascularizada. Tanto a esclera quanto a córnea serão discutidas com mais detalhes em breve. A dilatação e a congestão dos vasos sanguíneos da túnica conjuntiva do bulbo por causa de irritação ou infecção locais são a causa da vermelhidão ocular (“olhos injetados de sangue”). Figura 17.5 Anatomia de superfície do olho direito. A fissura palpebral é o espaço entre as pálpebras superior e inferior que expõe o bulbo do olho. Que estrutura mostrada nesta figura é contínua com o revestimento interno das pálpebras? Cílios e sobrancelhas Os cílios, que se projetam a partir da margem de cada pálpebra, e as sobrancelhas, que atravessam transversamente e em formato de arco a parte superior das pálpebras, ajudam a proteger o bulbo do olho de objetos estranhos, da transpiração e da incidência direta dos raios solares. Glândulas sebáceas na base dos folículos pilosos dos cílios, chamadas de glândulas ciliares sebáceas, liberam um líquido lubrificante para os folículos. Uma infecção nessas glândulas, em geral causada por bactéria, causa um inchaço doloroso e repleto de pus chamado de terçol. Aparelho lacrimal O aparelho lacrimal é um grupo de estruturas que produzem e drenam o líquido lacrimal ou as lágrimas em um processo chamado de lacrimação. As glândulas lacrimais, cada uma com o tamanho e o formato aproximados de uma amêndoa, secretam o líquido lacrimal, que é drenado em 6 a 12 dúctulos excretores, que removem as lágrimas para a superfície da conjuntiva da pálpebra superior (Figura 17.6B). A partir dali, as lágrimas passam medialmente sobre a face anterior do bulbo do olho e entram em duas aberturas pequenas chamadas de pontos lacrimais. As lágrimas passam então em dois ductos, os canalículos lacrimais superior e inferior, que levam para o saco lacrimal (dentro da fossa lacrimal) e, então, para o ducto lacrimonasal. Esse ducto conduz o líquido lacrimal para a cavidade nasal inferiormente à concha nasal inferior, onde ele se mistura com o muco. Uma infecção nos sacos lacrimais é chamada de dacriocistite. Ela é causada em geral por uma infecção bacteriana e resulta no bloqueio dos ductos lacrimonasais. As glândulas lacrimais são inervadas por fibras parassimpáticas dos nervos faciais (VII). O líquido lacrimal produzido por essas glândulas é uma solução aquosa contendo sais, um pouco de muco e a lisozima, uma enzima bactericida protetora. O líquido protege, limpa, lubrifica e umedece o bulbo do olho. Após ser secretado pela glândula lacrimal, o líquido lacrimal é espalhado medialmente pela superfície do bulbo do olho pelo piscamento das pálpebras. Cada glândula produz cerca de 1 mℓ de líquido lacrimal por dia. Figura 17.6 Estruturas oculares acessórias. As estruturas oculares acessórias incluem as pálpebras, os cílios, as sobrancelhas, o aparelho lacrimal e os músculos extrínsecos do bulbo do olho. O que é o líquido lacrimal e quais são suas funções? Normalmente, as lágrimas são removidas tão rapidamente quanto são produzidas, seja por evaporação ou condução para os canais lacrimais e, dali, para a cavidade nasal. Entretanto, se uma substância irritante entra em contato com a conjuntiva, as glândulas lacrimais são estimuladas a secretarem excessivamente e as lágrimas se acumulam (olhos lacrimejantes). Esse mecanismo tem função protetora, uma vez que as lágrimas diluem e lavam a substância irritante. Os olhos lacrimejantes também ocorrem quando uma inflamação da túnica mucosa do nariz, como ocorre durante um resfriado, obstrui os ductos lacrimonasais e bloqueia a drenagem das lágrimas. Apenas seres humanos expressam emoções, tanto felicidade quanto tristeza, através do choro. Em resposta a um estímulo parassimpático, as glândulas lacrimais produzem líquido lacrimal excessivo que pode transbordar pelos limites das pálpebras e, até mesmo, preencher a cavidade nasal com líquido. É assim que o choro produz a coriza. Músculos extrínsecos do bulbo do olho Os olhos se encontram em depressões ósseas do crânio chamadas de órbitas. As órbitas ajudam a proteger os olhos, estabilizamnos no espaço tridimensional, ancorandoos aos músculos que produzem seus movimentos essenciais. Os músculos extrínsecos do bulbo do olho se estendem das paredes da órbita até a esclera ocular e são circundados na órbita por volume significativo de gordura do corpo adiposo da órbita. Esses músculos são capazes de mover os olhos em quase todas as direções. Seis músculos extrínsecos do bulbo do olho movem cada olho: o reto superior, o reto inferior, o reto lateral, o reto medial, o oblíquo superior e o oblíquo inferior (Figuras 17.6A e 17.7). Eles são inervados pelos nervos oculomotor (NC III), troclear (NC IV) ou abducente (NC VI). Em geral, as unidades motoras desses músculos são pequenas.Alguns neurônios motores inervam apenas duas ou três fibras musculares – menos do que em qualquer outra parte do corpo, exceto a laringe. Essas unidades motoras tão pequenas permitem o movimento suave, preciso e rápido dos olhos. Como indicado no Expo 11.B, os músculos extrínsecos do bulbo do olho movem o bulbo do olho lateralmente, medialmente, superiormente e inferiormente. Por exemplo, olhar para a direita requer a contração simultânea do músculo reto lateral direito e do músculo reto medial esquerdo do bulbo do olho e o relaxamento dos músculos reto lateral esquerdo e reto medial direito. Os músculos oblíquos preservam a estabilidade rotacional do bulbo do olho. Circuitos neurais no tronco encefálico e no cerebelo coordenam e sincronizam os movimentos dos olhos. Anatomia do bulbo do olho O bulbo do olho adulto mede cerca de 2,5 cm de diâmetro. De sua área superficial total, apenas o sexto anterior encontra se exposto; o restante está coberto e protegido pela órbita, onde ele se encaixa. Anatomicamente, a parede do bulbo do olho consiste em três camadas: (1) túnica fibrosa, (2) túnica vascular e (3) retina (túnica interna). Figura 17.7 Anatomia do bulbo do olho. A parede do bulbo do olho é formada por três camadas: a túnica fibrosa, a túnica vascular e a retina. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter11.html#ch11exb Quais são os componentes da túnica fibrosa e da túnica vascular? Túnica fibrosa A túnica fibrosa é a camada superficial do bulbo do olho e consiste na córnea anterior e na esclera posterior (Figura 17.7). A córnea é um revestimento transparente que cobre a íris colorida. Como ela é curva, a córnea ajuda a focar a luz na retina. Sua face externa é formada por epitélio pavimentoso estratificado não queratinizado. O revestimento médio da córnea é formado por fibras colágenas e fibroblastos e sua face interna é um epitélio pavimentoso simples. Uma vez que a parte central da córnea recebe oxigênio do ar atmosférico, as lentes de contato que são utilizadas por períodos longos devem ser permeáveis para que o oxigênio passe através delas. A esclera é uma camada de tecido conjuntivo denso, composto principalmente por fibras colágenas e fibroblastos. A esclera cobre todo o bulbo do olho, exceto a córnea; ela dá formato ao bulbo do olho, tornao mais rígido, protege suas partes internas e age como um local de fixação para os músculos extrínsecos do bulbo do olho. Na junção entre a esclera e a córnea encontrase uma abertura conhecida como seio venoso da esclera (ou canal de Schlemm). Um líquido chamado de humor aquoso, que será descrito adiante, é drenado para este seio (Figura 17.7). Túnica vascular A túnica vascular ou úvea é a camada média do bulbo do olho. Ela é composta por três partes: a corioide, o corpo ciliar e a íris (Figura 17.7). A corioide altamente vascularizada, que é a parte posterior da túnica vascular, reveste a maior parte da face interna da esclera. Seus vasos sanguíneos numerosos fornecem nutrientes para a face posterior da retina. A corioide contém melanócitos que produzem o pigmento melanina. Isso faz com que essa camada tenha uma cor marromescura. A melanina na corioide absorve os raios solares dispersos, evitando a reflexão e a dispersão de luz dentro do bulbo do olho. Como resultado, a imagem que chega à retina pela córnea e pela lente permanece nítida e clara. Os albinos não possuem melanina em nenhuma parte do corpo, inclusive no olho. Eles frequentemente precisam usar óculos de sol, mesmo em ambientes fechados porque mesmo a luz moderadamente forte é percebida como ofuscante por causa da dispersão da luz. Na parte anterior da túnica vascular, a corioide se torna o corpo ciliar. Ele se estende desde a ora serrata, a margem anterior denteada da retina, até um ponto imediatamente posterior à junção da esclera com a córnea. Assim como a corioide, o corpo ciliar tem aparência marromescura por conter melanócitos que produzem melanina. Além disso, o corpo ciliar é formado pelos processos ciliares e pelos músculos ciliares. Os processos ciliares são protrusões ou pregas na face interna do corpo ciliar. Eles contêm capilares sanguíneos que secretam o humor aquoso. Estendendose a partir dos processos ciliares encontramse as fibras zonulares, ou ligamentos suspensores, que se ligam à lente. As fibras consistem em fibrilas finas e ocas que lembram fibras do tecido conjuntivo elástico. O músculo ciliar é uma banda circular de músculo liso. A contração ou o relaxamento do músculo ciliar modifica a tensão das fibras zonulares, alterando o formato da lente e adaptandoa para a visão de perto ou de longe. A íris, a parte colorida do bulbo do olho, tem um formato de rosca achatada. Ela está suspensa entre a córnea e a lente e se liga em sua margem externa aos processos ciliares. Ela é formada por melanócitos e por fibras musculares lisas circulares e radiais. A quantidade de melanina na íris determina a cor do olho. Os olhos são entre marrom e preto quando a íris contém grandes quantidades de melanina, azuis quando sua concentração de melanina é muito baixa e verdes quando a concentração de melanina é moderada. Uma função principal da íris é a regulação da quantidade de luz que entra no bulbo do olho através da pupila (menina dos olhos; porque é nesse local que é possível ver o seu reflexo quando você olha nos olhos de alguém), a abertura no centro da íris. A pupila parece preta porque, quando através da lente, vemos o fundo do olho altamente pigmentado (corioide e retina). Entretanto, se uma luz brilhante for direcionada para a pupila, a luz refletida é vermelha por causa dos vasos sanguíneos existentes na superfície da retina. É por esse motivo que os olhos podem parecer vermelhos em uma fotografia, quando o flash está direcionado para a pupila. Reflexos autônomos regulam o diâmetro da pupila em resposta aos níveis de luminosidade (Figura 17.8). Quando uma luz brilhante estimula os olhos, as fibras parassimpáticas do nervo oculomotor (NC III) estimulam a contração das fibras circulares do músculo esfíncter da pupila da íris, promovendo diminuição no tamanho da pupila (constrição). Na luz fraca, neurônios simpáticos estimulam as fibras radiais do músculo dilatador da pupila da íris a se contraírem, promovendo um aumento no tamanho da pupila (dilatação). Figura 17.8 Respostas da pupila à variação da intensidade da luz. A contração das fibras circulares promove a constrição da pupila; a contração das fibras radiais promove a dilatação da pupila. Qual parte da divisão autônoma do sistema nervoso promove a constrição da pupila? Qual produz a dilatação da pupila? Retina A terceira camada do bulbo do olho e a mais interna, a retina, reveste os três quartos posteriores do bulbo do olho e é o início da via visual (ver Figura 17.7). A anatomia dessa camada pode ser vista com o auxílio de um oftalmoscópio, um instrumento que ilumina o olho e permite que um observador avalie a pupila, fornecendo uma imagem amplificada da retina e de seus vasos sanguíneos, bem como do nervo óptico (II) (Figura 17.9). A superfície da retina é o único local do corpo em que os vasos sanguíneos podem ser observados diretamente e avaliados buscando mudanças patológicas, como as que ocorrem com hipertensão, diabetes melito, catarata e com doenças maculares relacionadas com o envelhecimento. Vários pontos de referência são visíveis através de um oftalmoscópio. O disco óptico é o local em que o nervo óptico (II) deixa o bulbo do olho. Acompanhando o nervo óptico encontramse a artéria central da retina, um ramo da artéria oftálmica, e a veia central da retina (ver Figura 17.7). Ramos da artéria central da retina se espalham para nutrir a face anterior da retina;a veia central da retina drena o sangue da retina através do disco do nervo óptico. Também são visíveis a mácula lútea e a fóvea central, que serão descritas em breve. A retina é formada por um estrato pigmentoso e por um estrato nervoso. O estrato pigmentoso é uma lâmina de células epiteliais contendo melanina localizadas entre a corioide e a parte neural da retina. A melanina no estrato pigmentoso da retina, assim como na corioide, também absorve os raios de luz dispersos. O estrato nervoso (sensorial) da retina é uma parte do encéfalo com múltiplas camadas que processa substancialmente os dados visuais antes de enviar impulsos nervosos para os axônios que formam o nervo óptico. Três camadas distintas de neurônios retinais – a camada fotorreceptora, a camada celular bipolar e a camada celular ganglionar – são separadas por duas zonas, as camadas sinápticas interna e externa, onde os contatos sinápticos são realizados (Figura 17.10). Repare que a luz passa através das camadas ganglionar e celular bipolar e ambas as camadas sinápticas antes de chegar à camada fotorreceptora. Dois outros tipos celulares presentes na camada celular bipolar da retina são as células horizontais e as células amácrinas. Essas células formam circuitos neurais direcionados lateralmente que modificam os sinais transmitidos ao longo da via a partir dos fotorreceptores até as células bipolares e as células ganglionares. Figura 17.9 Retina normal, como é visualizada com o auxílio do oftalmoscópio. Os vasos sanguíneos na retina podem ser visualizados diretamente e avaliados para alterações patológicas. O disco óptico é o local em que o nervo óptico deixa o bulbo do olho. A fóvea central é a área de mais alta acuidade visual. Podese constatar evidências de que doenças com o auxílio de um oftalmoscópio? Os fotorreceptores são células especializadas na camada fotorreceptora que começam o processo pelo qual os raios de luz são convertidos em impulsos nervosos. Existem dois tipos de fotorreceptores: os bastonetes e os cones. Cada retina possui cerca de 6 milhões de cones e de 120 milhões de bastonetes. Os bastonetes nos permitem enxergar em ambientes de pouca luz, como à luz da lua. Como os bastonetes não fornecem visão colorida, em ambientes com pouca luz nós podemos enxergar apenas preto, branco e todos os tons de cinza intermediários. A luz mais forte estimula os cones, que produzem a visão colorida. Três tipos de cones estão presentes na retina: (1) cones azuis, que são sensíveis à luz azul, (2) cones verdes, que são sensíveis à luz verde e (3) cones vermelhos, que são sensíveis à luz vermelha. A visão colorida é resultado do estímulo de várias combinações desses três tipos de cones. A maior parte de nossas experiências visuais é mediada pelo sistema de cones, cuja perda produz a cegueira legal. Um indivíduo que perde a visão dos bastonetes apresenta principalmente uma dificuldade em enxergar em ambientes com pouca luz e, portanto, não deve dirigir à noite. A partir dos fotorreceptores, a informação flui através da camada sináptica externa até as células bipolares e dali para a camada sináptica interna e para as células ganglionares. Os axônios das células ganglionares se estendem posteriormente ao disco do nervo óptico e deixam o bulbo do olho como nervo óptico (II). O disco do nervo óptico também é chamado de ponto cego. Como ele não contém cones ou bastonetes, não é possível ver imagens que alcancem o ponto cego. Normalmente, você não percebe o ponto cego, mas é possível demonstrar facilmente a sua presença. Mantenha este livro a 50 cm do rosto com a cruz apresentada ao fim deste parágrafo diretamente na frente do seu olho direito. Você deve ser capaz de enxergar a cruz e o quadrado quando fechar o olho esquerdo. Agora, mantendo o olho esquerdo fechado, traga lentamente a página mais para perto de sua face enquanto mantém o olho direito na cruz. Em alguma distância o quadrado desaparecerá do seu campo de visão porque sua imagem se encontra no ponto cego. A mácula lútea é o centro exato da parte posterior da retina, no eixo visual do olho (ver Figura 17.9). A fóvea central (ver Figuras 17.7 e 17.9), uma pequena depressão no centro da mácula lútea, contém apenas cones. Além disso, as camadas de células bipolares e ganglionares, que espalham uma certa quantidade de luz, não recobrem os cones ali; essas camadas são deslocadas para a periferia da fóvea central. Como resultado, a fóvea central é a área de maior acuidade visual ou resolução. O principal motivo pelo qual você move sua cabeça e seu solhos enquanto vê algo é para colocar as imagens de interesse na fóvea central – é o que você está fazendo para ler as palavras nesta frase! Os bastonetes estão ausentes da fóvea central e são mais abundantes na periferia da retina. Como a visão dos bastonetes é mais sensível do que a visão dos cones, é possível observar um objeto com pouca luminosidade (como uma estrela distante) melhor se você virar levemente para um lado do que olhando diretamente para ele. Figura 17.10 Estrutura microscópica da retina. A seta azul voltada para baixo no lado direito da figura indica a direção dos sinais que passam através do estrato nervoso da retina. Eventualmente, os impulsos nervosos surgem em células ganglionares e se propagam ao longo de seus axônios, que formam o nervo óptico (II). Na retina, os sinais visuais passam dos fotorreceptores para as células bipolares e para as células ganglionares. Quais são os dois tipos de fotorreceptores e como suas funções diferem? CORRELAÇÃO CLÍNICA | Descolamento de retina Um descolamento de retina pode ocorrer por causa de um trauma, como uma pancada na cabeça, em vários distúrbios oculares ou como resultado de uma degeneração relacionada com a idade. O descolamento ocorre entre o estrato nervoso da retina e o estrato pigmentoso. Líquido é acumulado entre essas camadas, forçando a retina que é na e complacente a se soltar para frente. O resultado é uma distorção na visão e cegueira no campo de visão correspondente. A retina pode ser reposicionada por uma cirurgia a laser ou por criocirurgia (uma aplicação localizada de frio extremo) e o reposicionamento da retina deve ser feito rapidamente para evitar danos permanentes à retina. Lente (cristalino) Atrás da pupila e da íris, dentro da cavidade do bulbo do olho, encontrase a lente (ver Figura 17.7). Nas células da lente, proteínas chamadas de cristalinas, organizadas como camadas de uma cebola, compõem o meio refrativo da lente, que normalmente é perfeitamente transparente e não possui vasos sanguíneos. Ele é envolvido por uma cápsula de tecido conjuntivo e mantido em posição pelas fibras zonulares que o cercam, que, por sua vez, se ligam aos processos ciliares. A lente ajuda a focar imagens na retina para facilitar a formação de uma visão nítida. Figura 17.11 A íris separa as câmaras anterior e posterior do segmento anterior do olho. Corte através do segmento anterior do bulbo do olho na junção da córnea com a esclera. As setas indicam o fluxo de humor aquoso. A cavidade do segmento anterior do olho contém humor aquoso. Onde o humor aquoso é produzido, qual é o seu percurso de circulação e onde ele é drenado no bulbo do olho? Interior do bulbo do olho A lente divide o bulbo do olho em duas cavidades: a cavidade do segmento anterior e a câmara vítrea. A cavidade do segmento anterior – o espaço anterior a lente – é formada por duas câmaras. A câmara anterior se encontra entre a córnea e à íris. A câmara posterior se encontra posteriormente à íris e anteriormente às fibras zonulares e a lente (Figura 17.11). Ambas as câmaras da cavidade do segmento anterior são preenchidas por humor aquoso, um líquido aquoso transparenteque nutre a lente e a córnea. O humor aquoso é filtrado continuamente para fora dos capilares sanguíneos nos processos ciliares do corpo ciliar e entra na câmara posterior. Então, ele flui para frente entre a íris e a lente, através da pupila e para a câmara anterior. A partir da câmara anterior, o humor aquoso é drenado para o seio venoso da esclera (canal de Schlemm) e, então, para o sangue. Normalmente, o humor aquoso é completamente reposto a cada 90 min. A cavidade posterior do bulbo do olho é a câmara postrema, que é maior e se encontra entre a lente e a retina. Dentro da câmara vítrea, encontrase o humor vítreo, uma substância transparente semelhante a uma geleia que mantém a retina pressionada contra a corioide, dando à retina uma superfície nivelada para a recepção de imagens claras. Ela ocupa cerca de quatro quintos do bulbo do olho. Ao contrário do humor aquoso, o humor vítreo não é constantemente reposto. Ele é formado durante a vida embrionária e consiste principalmente em água, além de fibras colágenas e ácido hialurônico. O humor vítreo também contém células fagocíticas que removem fragmentos, mantendo essa parte do olho límpida para uma visão sem obstruções. Ocasionalmente, conjuntos de fragmentos podem projetar uma sombra sobre a retina e causar o aparecimento de manchas que se movem para dentro e para fora do campo de visão. Esses flutuadores vítreos, que são mais comuns em idosos, em geral são inofensivos e não requerem tratamento. O canal hialóideo é um canal estreito, imperceptível em adultos, que passa através do corpo vítreo desde o disco óptico até a face posterior da lente. Nos fetos, ele é ocupado pela artéria hialóidea (ver Figura 17.27 D). A pressão no olho, chamada de pressão intraocular, é produzida principalmente pelo humor aquoso e parcialmente pelo humor vítreo; ela normalmente mede cerca de 16 mmHg (milímetros de mercúrio). A pressão intraocular mantém o formato do bulbo do olho e evita que ele colapse. Feridas perfurantes no bulbo do olho podem causar a perda de humor aquoso e de humor vítreo. Isso, por sua vez, causa uma diminuição na pressão intraocular, descolamento da retina e, em alguns casos, cegueira. A Tabela 17.1 resume as estruturas associadas ao bulbo do olho. Formação de imagens De certo modo o olho é como uma câmera: seus elementos ópticos focam uma imagem de algum objeto em um “filme” sensível à luz – a retina – enquanto garante que a quantidade correta de luz faça a “exposição” adequada. Para entender como o olho forma imagens claras de objetos na retina, é preciso avaliar três processos: (1) a refração ou desvio de luz pela lente e pela córnea; (2) a acomodação, a mudança no formato da lente; e (3) a constrição ou estreitamento da pupila. Refração dos raios de luz Quando os raios de luz passando através de uma substância transparente (como o ar) passam para uma segunda substância transparente com uma densidade diferente (como a água), sofrem um desvio na junção entre as duas substâncias. Esse desvio é chamado de refração (Figura 17.12A). Conforme os raios de luz entram no olho, eles são refratados nas faces anterior e posterior da córnea. Ambas as faces da lente refratam ainda mais os raios de luz de modo que eles cheguem com o foco exato na retina. TABELA 17.1 Resumo das estruturas do bulbo do olho. ESTRUTURA FUNÇÃO Túnica brosa Córnea: recebe e refrata a luz. Esclera: fornece o formato e protege as partes internas. Túnica vascular Íris: regula a quantidade de luz que entra no bulbo do olho. Corpo ciliar: secreta o humor aquoso e altera o formato da lente para a visão de perto ou de longe (acomodação). Corioide: fornece suprimento sanguíneo e absorve a luz difusa. Retina Recebe luz e a converte em potenciais receptores e impulsos nervosos. Fornece informações para o encéfalo através de axônios das células ganglionares, que formam o nervo óptico (II). Lente Refrata a luz. Cavidade do segmento anterior Contém humor aquoso, que ajuda a manter o formato do bulbo do olho e fornecer oxigênio e nutrientes à lente e à córnea. Câmara postrema (vítrea) Contém humor vítreo, que ajuda a manter o formato do bulbo do olho e a manter a retina ligada à corioide. As imagens focadas na retina são invertidas (de cabeça para baixo) (Figura 17.12B, C). Elas também sofrem uma inversão da direita para a esquerda; ou seja, a luz proveniente do lado direito de um objeto alcança o lado esquerdo da retina e viceversa. O motivo pelo qual o mundo não parece invertido é que o encéfalo “aprendeu” no início da vida a coordenar as imagens visuais com as orientações dos objetos. O encéfalo armazena as imagens invertidas e revertidas que são adquiridas quando nós, pela primeira vez, tocamos e alcançamos os objetos, e interpreta essas imagens visuais corrigidas pela sua orientação espacial. Cerca de 75% da refração total da luz ocorre na córnea. A lente fornece os 25% restantes de capacidade de foco e também modula o foco para a observação de objetos próximos ou distantes. Quando um objeto está a 6 metros ou mais do observador, os raios de luz refletidos pelo objeto são praticamente paralelos uns aos outros (Figura 17.12B). A lente deve curvar esses raios paralelos apenas o bastante para que eles sejam focados exatamente sobre a fóvea central, onde a visão é mais nítida. Como os raios de luz que são refletidos a partir de distâncias menores do que 6 metros são divergentes e não paralelos (Figura 17.12 C), os raios devem ser refratados para que sejam focados na retina. Essa refração adicional é realizada através de um processo chamado de acomodação. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Doença macular relacionada com a idade A doença macular relacionada com a idade (DMI), também conhecida como degeneração macular, é um distúrbio degenerativo da retina em indivíduos com 50 anos de idade ou mais. Na DMI, ocorrem anomalias na região da mácula lútea, que é normalmente a área de visão mais apurada. As vítimas de DMI avançada mantêm a visão periférica, porém perdem a capacidade de enxergarem o que está a sua frene. Por exemplo, elas não conseguem observar características faciais para identi car quem está a sua frente. A DMI é a principal causa de cegueira em pessoas com mais de 75 anos de idade, a igindo 13 milhões de norte-americanos, e é 2,5 vezes mais comum em fumantes que consomem mais de um maço por dia do que em não fumantes. Inicialmente, a pessoa pode perceber visão embaçada e distorção no centro do campo visual. Na DMI “seca”, a visão central diminui gradualmente porque o estrato pigmentoso atro a e degenera. Não há tratamento efetivo. Em cerca de 10% dos casos, a DMI “seca” progride para DMI “molhada”, quando novos vasos sanguíneos se formam na corioide e plasma ou sangue são extravasados sob a retina. A perda da visão pode ser retardada utilizando cirurgia com laser para destruir os vasos sanguíneos que vazam. Acomodação e o ponto próximo de visão Uma superfície que forma uma curva para fora, como a superfície de uma bola, é chamada de convexa. Quando a superfície de uma lente é convexa, aquela lente refratará os raios de luz que chegam um em direção ao outro, de modo que, eventualmente, eles sofram uma interseção. Se a superfície de uma lente forma uma curva para dentro, como o interior de uma bola vazia, a lente é chamada de côncava e faz com que os raios de luz sejam refratados um para longe do outro. a lente é convexa em ambas as suas faces, a anterior e a posterior, e a sua capacidade de foco aumenta conforme sua curvatura aumenta. Quando o olho está focando um objeto próximo, a lente fica mais curva, causando uma refração maior dos raios de luz. Esse aumento na curvatura da lente para a visão próxima é chamado de acomodação (Figura 17.12 C). O ponto próximode visão é a distância mínima do olho a partir da qual um objeto pode ser focalizado, com nitidez, com acomodação máxima. Essa distância é de cerca de 10 cm em um adulto jovem. Figura 17.12 Refração dos raios de luz. A. A refração é o desvio de raios de luz na junção de duas substâncias transparentes com densidades diferentes. B. A córnea e a lente refratam os raios de luz provenientes de objetos distantes de modo que a imagem seja focada na retina. C. Na acomodação, a lente fica mais esférica, aumentando a refração da luz. As imagens focadas na retina são invertidas horizontalmente e verticalmente. Qual é a sequência de eventos que ocorre durante a acomodação? Como ocorre essa acomodação? Quando você observa objetos distantes, o músculo ciliar do corpo ciliar está relaxado e a lente se encontra mais achatada porque ela é alongada em todas as direções pelas fibras zonulares (ver Figura 17.12B). Quando você observa um objeto próximo, o músculo ciliar se contrai, o que puxa o processo ciliar e a corioide na direção da lente. Essa ação libera a tensão sobre a lente e as fibras zonulares. Como é elástica, a lente fica mais esférica (mais convexa), aumentando sua capacidade de foco e causando maior convergência dos raios de luz (ver Figura 17.12C). As fibras parassimpáticas do nervo oculomotor (III) inervam o músculo ciliar do corpo ciliar e, portanto, controlam o processo de acomodação. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Presbiopia Com o envelhecimento, a lente perde sua elasticidade e, com ela, sua capacidade de se curvar para focar objetos próximos. Portanto, idosos não conseguem ler tão bem quanto pessoas mais jovens. Essa condição é chamada de presbiopia. Por volta dos 40 anos de idade o ponto próximo de visão já aumentou para 20 cm e aos 60 anos ele pode estar em até 80 cm. A presbiopia em geral começa por volta dos 40 anos de idade. Nessa idade, as pessoas que anteriormente não precisavam usar óculos começam a precisar deles para a leitura. Aqueles que já utilizavam óculos começam normalmente a precisar de lentes bifocais, lentes que podem melhorar tanto a visão de perto quanto a de longe. Anomalias da refração O olho normal, conhecido como olho emétrope, pode refratar suficientemente raios de luz provenientes de um objeto a 6 m de distância de modo que uma imagem clara seja focada na retina. Entretanto, muitas pessoas não possuem essa capacidade por causa de anomalias de refração. Entre essas anomalias encontrase a miopia, que ocorre quando o bulbo do olho é muito longo em relação à capacidade de foco da córnea e da lente ou quando a lente é mais espessa do que o normal, de modo que a imagem converge na frente da retina. Indivíduos míopes podem enxergar objetos próximos adequadamente, mas não os objetos distantes. Na hipermetropia, também conhecida como hiperopia, o comprimento do bulbo do olho é curto em relação à capacidade de foco da córnea e da lente ou a lente é mais fina do que o normal, de modo que a imagem converge atrás da retina. Indivíduos hipermetropes podem observar objetos distantes com clareza, mas não os objetos próximos. A Figura 17.13 ilustra essas condições e explica como elas são corrigidas. Outra anomalia de refração é o astigmatismo, em que a córnea ou a lente possuem uma curvatura irregular. Como resultado, partes da imagem ficam fora de foco e a visão se apresenta distorcida ou “borrada”. A maior parte dos problemas de visão pode ser corrigida pelo uso de óculos, de lentes de contato ou por procedimentos cirúrgicos. Uma lente de contato flutua sobre um filme lacrimal acima da córnea. A superfície externa anterior da lente de contato corrige o defeito visual e sua superfície posterior se ajusta à curvatura da córnea. A LASIK envolve a correção do formato da córnea para solucionar permanentemente as anomalias de refração. CORRELAÇÃO CLÍNICA | LASIK Uma alternativa cada vez mais popular ao uso dos óculos ou de lentes de contato é a cirurgia refrativa para a correção da curvatura da córnea em problemas como miopia, hipermetropia e astigmatismo. O tipo mais comum de cirurgia refrativa é a LASIK (do inglês, laser-assisted in situ keratomileusis). Após a administração de colírio anestésico no olho, é retirado um retalho circular no centro da córnea. O retalho é rebatido e a camada de córnea subjacente é remodelada com o uso de laser, uma camada microscópica de cada vez. Um computador ajuda o médico a remover camadas muito precisas da córnea. Após a realização desse trabalho de “escultura”, o retalho da córnea é reposicionado sobre a área tratada. É colocado um curativo oclusivo sobre o olho de um dia para o outro e o retalho rapidamente adere ao restante da córnea. Figura 17.13 Anomalias de refração no bulbo do olho e suas correções. A. Olho normal (emétrope). B. No olho míope, a imagem é focada na frente da retina. Essa condição pode ser resultante de um bulbo do olho alongado ou de uma lente espessa. C. A correção da miopia é feita pelo uso de lentes côncavas que divergem os raios luminosos de modo que eles sejam focados diretamente sobre a retina. D. No olho hipermetrope, a imagem é focada atrás da retina. Essa condição é resultante de um bulbo do olho curto ou de uma lente fina. E. A correção da hipermetropia é feita pelo uso de lentes convexas que convergem os raios luminosos de modo que eles sejam focados diretamente sobre a retina. Na miopia, apenas os objetos próximos podem ser vistos claramente; na hipermetropia, apenas os objetos distantes podem ser vistos claramente. O que é a presbiopia? Constrição da pupila As fibras musculares circulares da íris também desempenham um papel na formação de imagens claras na retina. Como você já aprendeu, a constrição da pupila é uma diminuição no diâmetro da circunferência através da qual a luz entra no olho e que é causada pela contração dos músculos circulares da íris. Esse reflexo autônomo ocorre simultaneamente com a acomodação e evita que os raios de luz entrem no olho através da periferia da lente. Os raios de luz que entrariam pela periferia não seriam focados na retina, o que poderia resultar em uma visão borrada. A pupila, como dito anteriormente, também sofre constrição em uma luz forte. Convergência Por causa da posição de seus olhos na cabeça, muitos animais, como cavalos e cabras, enxergam um conjunto de objetos à esquerda de um olho e um conjunto completamente diferente de objetos à direita do outro olho. Nos seres humanos, ambos os olhos focam em apenas um conjunto de objetos – uma característica chamada de visão binocular. Essa característica do nosso sistema visual permite a percepção de profundidade e a apreciação da natureza tridimensional dos objetos. A visão binocular ocorre quando os raios de luz provenientes de um objeto alcançam pontos correspondentes em ambas as retinas. Quando nós olhamos para a frente e vemos um objeto distante, os raios de luz que chegam são direcionados diretamente em ambas as pupilas e são refratados para pontos comparáveis nas retinas de ambos os olhos. Entretanto, conforme nós nos aproximamos de um objeto, os olhos devem girar medialmente para que os raios de luz do objeto alcancem os mesmos pontos em ambas as retinas. O termo convergência se refere a esse movimento medial de ambos os bulbos dos olhos de modo que eles sejam direcionados para o objeto que está sendo observado, como por exemplo quando observamos um lápis que se move na direção dos olhos. Quanto mais próximo o objeto estiver, maior será o grau de convergência necessário para manter a visão binocular. As ações coordenadas dos músculos extrínsecos do bulbo do olho permitem a convergência. Fisiologia da visão Fotorreceptores e fotopigmentos Os bastonetes e os cones foram nomeados por causa da aparência de seus segmentos externos– a extremidade distal próxima ao estrato pigmentoso – de cada tipo de fotorreceptor. Os segmentos externos dos bastonetes são cilíndricos ou com formato de bastão; os dos cones são achatados ou com formato de cone (Figura 17.14). A transdução da energia luminosa em um potencial receptor ocorre no segmento externo tanto de cones quanto de bastonetes. Os fotopigmentos são proteínas integrais na membrana plasmática do segmento externo. Nos cones, a membrana plasmática é dobrada para frente e para trás de modo plissado (pregueado); nos bastonetes, as pregas se destacam da membrana plasmática e formam discos. O segmento externo de cada bastonete contém uma pilha com cerca de mil discos, empilhados como moedas dentro de um invólucro. Figura 17.14 Estrutura dos fotorreceptores de cones e bastonetes. Os segmentos internos contêm a maquinaria metabólica para a síntese dos fotopigmentos e para a produção de ATP. Os fotopigmentos estão engastados nos discos ou pregas da membrana dos segmentos externos. Novos discos, nos bastonetes, e novas pregas, nos cones, se formam na base do segmento externo. As células epiteliais pigmentadas fagocitam os discos e as pregas velhos que se soltam da parte distal dos segmentos externos. A transdução da energia luminosa em um potencial receptor ocorre nos segmentos externos de cones e de bastonetes. Quais são as semelhanças funcionais entre os cones e os bastonetes? Os segmentos externos dos fotorreceptores são renovados em um ritmo impressionantemente rápido. Nos bastonetes, um a três discos novos são adicionados à base do segmento externo a cada hora, enquanto os discos antigos se soltam e são fagocitados pelas células epiteliais pigmentadas. O segmento interno contém o núcleo celular, o complexo de Golgi e muitas mitocôndrias. Em sua parte proximal, o fotorreceptor se expande em terminações sinápticas semelhantes a botões repletos de vesículas sinápticas. O primeiro passo na transdução visual é a absorção da luz por um fotopigmento, uma proteína colorida que sofre mudanças estruturais quando absorve luz, localizada no segmento externo de um fotorreceptor. A absorção de luz inicia os eventos que levam à produção de um potencial receptor. O único tipo de fotopigmento nos bastonetes é a rodopsina. Três diferentes fotopigmentos dos cones estão presentes na retina, um em cada um dos três tipos de cones. A visão colorida é resultante das diferentes cores de luz que ativam seletivamente os diferentes tipos de fotopigmentos dos cones. Todos os fotopigmentos associados à visão possuem duas partes: uma glicoproteína conhecida como opsina e um derivado da vitamina A chamado de retinal. Os derivados de vitamina A são formados a partir do caroteno, um pigmento vegetal que dá às cenouras sua cor laranja. Uma boa visão depende da ingestão adequada de vegetais ricos em caroteno, como cenoura, espinafre e brócolis, ou de alimentos que contenham vitamina A, como o fígado. O retinal é a parte que absorve luz de todos os fotopigmentos visuais. Na retina humana, existem quatro tipos diferentes de opsinas, três nos cones e uma nos bastonetes (rodopsina). Pequenas variações nas sequências de aminoácidos das opsinas diferentes permitem que bastonetes e cones absorvam cores diferentes (comprimentos de onda) da luz incidente. Os fotopigmentos respondem à luz no seguinte processo cíclico (Figura 17.15): No escuro, o retinal apresenta um formato dobrado chamado de cisretinal, que se encaixa confortavelmente na parte opsina do fotopigmento. Quando o cisretinal absorve um fóton de luz, ele muda de conformação, ficando reto e passando para um estado chamado de transretinal. Essa conversão de cis para trans é chamada de isomerização e é o primeiro passo da transdução visual. Após a isomerização do retinal, vários intermediários químicos instáveis são formados e desaparecem. Essas mudanças químicas levam à produção de um potencial receptor (ver Figura 17.16). Em cerca de um minuto, o transretinal se separa completamente da opsina. O produto final é incolor, de modo que essa parte do ciclo é chamada de clareamento do fotopigmento. Uma enzima chamada de retinal isomerase converte o transretinal em cisretinal. O cisretinal então pode se ligar à opsina, restaurando o fotopigmento funcional. Essa parte do ciclo – a reposição de um fotopigmento – é chamada de regeneração. O estrato pigmentoso da retina, adjacente aos fotorreceptores, armazena muita vitamina A e contribui para o processo de regeneração dos bastonetes. O grau de regeneração da rodopsina diminui drasticamente se a retina se solta do estrato pigmentoso. Os fotopigmentos dos cones se regeneram muito mais rapidamente do que a rodopsina nos bastonetes e são menos dependentes do estrato pigmentoso. Após o clareamento completo, a regeneração de metade da rodopsina demora cerca de cinco minutos; metade dos fotopigmentos dos cones se regenera em apenas 90 s. A regeneração completa da rodopsina clareada leva de 30 a 40 min. Adaptações à luz e ao escuro Quando você sai de um ambiente escuro (digamos, um túnel) para a luz do sol, ocorre uma adaptação à luz – o seu sistema visual é ajustado em segundos para o ambiente mais luminoso pela diminuição de sua sensibilidade. Por outro lado, quando você entra em uma sala escura como um teatro, o seu sistema visual sofre uma adaptação ao escuro – sua sensibilidade aumenta lentamente ao longo de muitos minutos. A diferença nas taxas de clareamento e de regeneração dos fotopigmentos nos bastonetes e nos cones contribuem para algumas (mas não todas) mudanças de sensibilidade que ocorrem nas adaptações à luz e ao escuro. Figura 17.15 O clareamento e a regeneração cíclicos do fotopigmento. As setas azuis indicam as etapas do clareamento e as setas pretas indicam as etapas da regeneração. O retinal, um derivado da vitamina A, é a parte que absorve luz de todos os fotopigmentos visuais. Como é chamada a conversão do cisretinal em transretinal? Conforme os níveis de luz aumentam, mais e mais fotopigmentos são clareados. Enquanto a luz está clareando algumas moléculas de fotopigmento, outras estão sendo regeneradas. Na luz do dia, a regeneração da rodopsina não consegue acompanhar o processo de clareamento, de modo que os bastonetes contribuem muito pouco para a visão diurna. Ao contrário, os fotopigmentos dos cones se regeneram rápido o bastante para que alguma forma cis esteja sempre presente, mesmo em luzes muito fortes. Se os níveis de luz diminuem abruptamente, a sensibilidade aumenta rapidamente no início e, em seguida, mais lentamente. Na escuridão completa, a regeneração total dos fotopigmentos dos cones ocorre durante os oito primeiros minutos da adaptação ao escuro. Durante esse período, um clarão limiar (que mal pode ser percebido) é visto como colorido. A rodopsina se regenera mais lentamente e a nossa sensibilidade visual aumenta até que um único fóton (a menor unidade de luz) consegue ser detectado. Nessa situação, embora uma quantidade de luz muito menor consiga ser detectada, os clarões limiares parecem brancoacinzentados, independentemente de suas cores. Em níveis de luz muito baixos, como uma noite iluminada apenas pelas estrelas, os objetos parecem ter tons de cinza porque apenas os bastonetes estão funcionando. Liberação de neurotransmissor por fotorreceptores Como mencionado anteriormente, a absorção de luz e a isomerização do retinal iniciam as mudanças químicas no segmento externo dos fotorreceptores que levam à produção de um potencial receptor. Entretanto, para compreender como o potencial receptor surge, é preciso analisar primeiramente como os fotorreceptores operam na ausência de luz. No escuro, os íons sódio (Na+)fluem para dentro do segmento externo do fotorreceptor através de canais de Na+ sensíveis a ligantes (Figura 17.16A). O ligante que mantém esses canais abertos é o monofosfato cíclico de guanosina (GMP cíclico ou cGMP). O influxo de Na+, chamado de “corrente escura”, despolariza parcialmente o fotorreceptor. Como resultado, no escuro, o potencial de membrana de um fotorreceptor é de cerca de –30 mV. Isso é muito mais próximo do zero do que o potencial de membrana em repouso de um neurônio típico, que é de cerca de –70 mV. A despolarização parcial no escuro dispara a liberação contínua de neurotransmissor nos terminais sinápticos. O neurotransmissor nos bastonetes, e talvez nos cones, é o aminoácido glutamato (ácido glutâmico). Em sinapses entre bastonetes e algumas células bipolares, o glutamato é um neurotransmissor inibitório: ele dispara potenciais póssinápticos inibitórios (PPSI) que hiperpolarizam as células bipolares, evitando que elas transmitam sinais para as células ganglionares. Quando a luz alcança a retina e o cisretinal sofre isomerização, são ativadas enzimas que clivam o cGMP. Como resultado, alguns canais de Na+ sensíveis a cGMP se fecham, o influxo de Na+ diminui e o potencial de membrana se torna mais negativo, chegando a –70 mV (Figura 17.16B). Essa sequência de eventos produz um potencial receptor hiperpolarizante que diminui a liberação de glutamato. Luzes fracas causam potenciais receptores pequenos e curtos que diminuem parcialmente a liberação de glutamato; luzes mais fortes disparam potenciais receptores maiores e mais longos que interrompem completamente a liberação de neurotransmissor. Desse modo, a luz excita células bipolares que formam sinapses com os bastonetes por causa da diminuição da liberação de um neurotransmissor inibitório. As células bipolares excitadas estimulam subsequentemente as células ganglionares a formarem potenciais de ação em seus axônios. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Daltonismo e cegueira noturna (nictalopia) A maior parte dos tipos de daltonismo, uma incapacidade hereditária de distinguir entre determinadas cores, resulta da ausência ou de ciência de um dos três tipos de cones. O tipo mais comum é o daltonismo vermelho-verde, em que os cones vermelhos ou verdes estão ausentes. A de ciência prolongada de vitamina A e a quantidade de rodopsina abaixo do normal resultante pode causar cegueira noturna ou nictalopia, uma incapacidade de enxergar bem sob baixa luminosidade. Figura 17.16 Operação dos fotorreceptores bastonetes. A luz causa um potencial receptor hiperpolarizante nos fotorreceptores, que diminuem a liberação de um neurotransmissor inibitório (glutamato). Qual é a função do GMP cíclico nos fotorreceptores? Via visual Os sinais visuais na retina passam por processamentos consideráveis em sinapses ao longo dos vários tipos de neurônios na retina (células horizontais, células bipolares e células amácrinas; ver Figura 17.10). Então, os axônios das células ganglionares da retina fornecem informações da retina para o encéfalo, deixando o bulbo do olho como nervo óptico (II). Processamento das informações visuais na retina No estrato nervoso da retina, determinadas características da informação visual são potencializadas, enquanto outras características podem ser descartadas. Informações provenientes de várias células podem convergir para uma pequena quantidade de neurônios póssinápticos (convergência) ou divergir para uma grande quantidade (divergência). De modo geral, a convergência predomina: existem apenas um milhão de células ganglionares, porém existem 126 milhões de fotorreceptores no olho humano. Uma vez que os potenciais receptores surgem nos segmentos externos dos bastonetes e dos cones, eles se espalham através dos segmentos internos até os terminais sinápticos. As moléculas neurotransmissoras liberadas por bastonetes e cones induzem potenciais graduais locais tanto em células bipolares quanto em células horizontais. Entre 6 e 600 bastonetes formam sinapses com uma única célula bipolar na camada sináptica externa da retina; um cone frequentemente forma sinapse com uma única célula bipolar. A convergência de muitos bastonetes em uma única célula bipolar aumenta a sensibilidade à luz da visão dos bastonetes, porém desfoca levemente a imagem que é percebida. A visão dos cones, embora menos sensível, é mais nítida por causa da proporção de um para um das sinapses entre cones e células bipolares. A estimulação dos bastonetes pela luz excita as células bipolares; as células bipolares dos cones podem ser excitadas ou inibidas quando surge uma luz. As células horizontais transmitem sinais inibitórios para as células bipolares nas áreas laterais aos cones e bastonetes excitados. Essa inibição lateral aumenta o contraste da cena visual entre áreas da retina que são estimuladas fortemente e áreas adjacentes que são estimuladas mais fracamente. As células horizontais também ajudam a diferenciar várias cores. As células amácrinas, que são excitadas pelas células bipolares, formam sinapses com células ganglionares e transmitem informações para elas, sinalizando uma modificação no nível de iluminação da retina. Quando células bipolares ou amácrinas transmitem sinais excitatórios para as células ganglionares, essas células ganglionares se despolarizam e disparam impulsos nervosos. Via encefálica e campos visuais Os axônios do nervo óptico (II) passam através do quiasma óptico (um cruzamento, como na letra X), um ponto de cruzamento dos nervos ópticos (Figura 17.17A, B). Alguns axônios atravessam para o lado oposto, enquanto outros permanecem do mesmo lado. Após passarem pelo quiasma óptico, os axônios, agora parte do trato óptico, entram no encéfalo e a maior parte deles termina no núcleo do corpo geniculado lateral do tálamo. Ali, eles formam sinapses com neurônios cujos axônios formam as radiações ópticas, que se projetam para as áreas visuais primárias nos lobos occipitais do córtex cerebral (área 17 na Figura 14.15) e começa a percepção visual. Uma parte das fibras do trato óptico termina no colículo superior, que controla os músculos extrínsecos do bulbo do olho, e nos núcleos prétectais, que controlam os reflexos de acomodação e pupilar. Figura 17.17 Via visual. A. A dissecção parcial do encéfalo revela as radiações ópticas (axônios que se estendem do tálamo para o lobo occiptal). B. Um objeto no campo visual binocular pode ser visto com ambos os olhos. Em (C) e (D) repare que a informação proveniente do lado direito do campo visual de cada olho é projetada no lado esquerdo do encéfalo e a informação proveniente do lado esquerdo do campo visual de cada olho é projetada no lado direito do encéfalo. Os axônios das células ganglionares na parte temporal de cada retina se estendem para o tálamo no mesmo lado; os axônios das células ganglionares na parte nasal de cada retina se estendem para o tálamo no lado oposto. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 Os raios de luz provenientes de um objeto na metade temporal do campo visual estimulam qual metade da retina? Tudo que pode ser visto por um olho compreende o campo visual daquele olho. Como dito anteriormente, como nossos olhos estão localizados anteriormente nas nossas cabeças, os campos visuais se sobrepõem consideravelmente (Figura 17.17B). Nós possuímos visão binocular por causa da grande região em que os campos visuais dos dois olhos se sobrepõem – o campo de visão binocular. O campo visual de cada olho é dividido em duas regiões: a metade nasal ou central e a metade temporal ou periférica. Para cada olho, os raios de luz provenientes deum objeto na metade nasal do campo visual são direcionados para a metade temporal da retina e os raios de luz provenientes de um objeto na metade temporal do campo visual são direcionados para a metade nasal da retina. A informação visual proveniente da metade direita de cada campo visual é transmitida para o lado esquerdo do encéfalo e a informação visual proveniente da metade esquerda de cada campo visual é transmitida para o lado direito do encéfalo da seguinte maneira (Figura 17.17C, D): Os axônios de todas as células ganglionares da retina em um olho deixam o bulbo do olho no disco do nervo óptico e formam o nervo óptico naquele lado. 6. 7. 8. 9. 10. 17.4 • • • • No quiasma óptico, os axônios da metade temporal de cada retina não cruzam e continuam diretamente para o núcleo do corpo geniculado lateral do tálamo naquele mesmo lado. Ao contrário, os axônios da metade nasal de cada retina cruzam o quiasma óptico e continuam para o tálamo do lado oposto. Cada trato óptico é formado por axônios cruzados e não cruzados que se projetam a partir do quiasma óptico para o tálamo de um dos lados. Axônios colaterais (ramos) das células ganglionares retinais se projetam para o mesencéfalo, onde contribuem para os circuitos neurais que governam a constrição das pupilas em resposta à luz e para a coordenação dos movimentos da cabeça e do olho. Os axônios colaterais também se estendem para o núcleo supraquiasmático do hipotálamo, que estabelece os padrões de sono e outras atividades que ocorrem de modo circadiano ou diário em resposta aos intervalos entre a claridade e a escuridão. Os axônios dos neurônios talâmicos formam as radiações ópticas conforme eles se projetam do tálamo para a área visual primária do córtex no mesmo lado. Embora nós tenhamos descrito a via visual como uma via única, acreditase que os sinais visuais sejam processados por pelo menos três sistemas separados no córtex cerebral e cada um deles com sua função própria. Um sistema processa a informação relacionada com o formato dos objetos, outro sistema processa a informação a respeito da cor dos objetos e um terceiro sistema processa a informação a respeito do movimento, da localização e da organização espacial do objeto. TESTE RÁPIDO Qual é a função do aparelho lacrimal? Quais tipos de células compõem o estrato nervoso e o estrato pigmentoso da retina? Como os fotopigmentos respondem à luz e se recuperam no escuro? Como os potenciais receptores surgem nos fotorreceptores? Através de qual via os impulsos nervosos disparados por um objeto na metade nasal do campo visual do olho esquerdo alcançam a área visual primária do córtex? Audição e equilíbrio OBJETIVOS Descrever a anatomia das estruturas das três regiões principais da orelha Listar os principais eventos da fisiologia da audição Explicar a função de cada órgão receptor para o equilíbrio Descrever as vias auditiva e do equilíbrio. A audição é a capacidade de perceber os sons. A orelha é uma maravilha da engenharia porque seus receptores sensitivos permitem a transdução de vibrações sonoras com amplitudes tão pequenas quanto o diâmetro de um átomo de ouro (0,3 nm) em sinais elétricos mil vezes mais rapidamente do que os fotorreceptores podem responder à luz. A orelha também possui receptores para o equilíbrio, o sentido que ajuda você a manter seu equilíbrio e se orientar no espaço. Anatomia da orelha A orelha é dividida em três regiões principais: (1) a orelha externa, que coleta as ondas sonoras e as direciona para dentro; (2) a orelha média, que conduz as vibrações sonoras para a janela do vestíbulo (oval); e (3) a orelha interna, que armazena os receptores para a audição e para o equilíbrio. Orelha externa A orelha externa é formada pela orelha (pavilhão auricular), pelo meato acústico externo e pela membrana timpânica (Figura 17.18). A orelha é uma aba de cartilagem elástica com formato semelhante à extremidade de uma corneta e recoberta por pele. A sua margem é a hélice; a parte inferior é o lóbulo. Ligamentos e músculos ligam a orelha à cabeça. O meato acústico externo é um tubo curvado com cerca de 2,5 cm de comprimento que se encontra no temporal e leva à membrana timpânica. A membrana timpânica ou tímpano é uma divisão fina e semitransparente entre o meato acústico externo e a orelha média. A membrana timpânica é coberta por epiderme e revestida por um epitélio cúbico simples. Entre as camadas epiteliais encontrase tecido conjuntivo composto por colágeno, fibras elásticas e fibroblastos. O rompimento da membrana timpânica é chamado de perfuração do tímpano. Ele pode ser causado pela pressão de um cotonete, por traumatismo ou por uma infecção na orelha média e em geral se cura em 1 mês. A membrana timpânica pode ser avaliada diretamente pelo uso de um otoscópio, um instrumento que ilumina e amplia o meato acústico externo e a membrana timpânica. Figura 17.18 Anatomia da orelha. A orelha possui três regiões principais: a orelha externa, a orelha média e a orelha interna. (Ver legenda abaixo.) Em qual estrutura da orelha externa se liga o martelo da orelha média? Próximo a sua abertura externa, o meato acústico externo contém alguns pelos e glândulas sudoríferas especializadas chamadas de glândulas ceruminosas, que secretam cera de ouvido ou cerume. A combinação entre pelos e cerume ajuda a evitar a entrada de poeira e de objetos estranhos na orelha. O cerume também evita danos à pele delicada do meato acústico externo que podem ser causados pela água e por insetos. O cerume em geral desidrata e desprendese do meato acústico. Entretanto, algumas pessoas produzem muito cerume, que pode se tornar compactado e amortecer os sons. O tratamento do cerume impactado é a irrigação periódica da orelha ou a remoção da cera com um instrumento rombo pelo otorrinolaringologista. Orelha média A orelha média é uma pequena cavidade, cheia de ar e revestida por epitélio, situada na parte petrosa do temporal (Figura 17.19). Ela é separada da orelha externa pela membrana timpânica e da orelha interna por uma divisão óssea fina que contém duas pequenas aberturas: a janela do vestíbulo (oval) e a janela da cóclea (redonda). Estendendose através da orelha média e ligada a ela através de ligamentos encontramse os três menores ossos do corpo, os ossículos da audição, que são conectados por articulações sinoviais. Os ossos, nomeados por causa de seus formatos, são o martelo, a bigorna e o estribo. O “cabo” do martelo se liga à face interna da membrana timpânica. A “cabeça” do martelo é articulada ao corpo da bigorna. A bigorna, o osso do meio na série, se articula com a cabeça do estribo. A base do estribo se encaixa na janela do vestíbulo (oval). Diretamente abaixo dessa janela encontrase outra abertura, a janela da cóclea (redonda), que é encapsulada por uma membrana chamada de membrana timpânica secundária. Além dos ligamentos, dois pequenos músculos esqueléticos também se ligam aos ossículos (Figura 17.19). O músculo tensor do tímpano, que é inervado pelo ramo mandibular do nervo trigêmeo (V), limita o movimento e aumenta a tensão da membrana timpânica, evitando danos à orelha interna por causa de barulhos muito altos. O músculo estapédio, que é inervado pelo nervo facial (NC VII) é o menor músculo esquelético do corpo humano. Ao evitar grandes vibrações no estribo decorrentes de sons altos, ele protege a janela do vestíbulo (oval), mas também diminui a sensibilidade auditiva. Por esse motivo, a paralisia do músculo estapédio está associada à hiperacusia, que é uma audição anormalmente sensível. Como demora uma fração de segundo para que os músculos tensor do tímpano e estapédio se contraiam, eles podem proteger a orelha interna de sons altos prolongados, mas não de sons curtos,como o de um tiro. A parede anterior da orelha média contém uma abertura que leva diretamente para a tuba auditiva, conhecida também pelo epônimo trompa de Eustáquio. A tuba auditiva, contendo osso e cartilagem elástica, conecta a orelha média com a parte nasal da faringe ou nasofaringe (porção superior da garganta). Ela normalmente encontrase fechada em sua extremidade medial (faríngea). Durante a deglutição e ao bocejar, ela se abre, permitindo que o ar entre ou saia da orelha média até que a pressão nela seja igual à pressão atmosférica. A maioria das pessoas já experimentou a sensação de estalo na orelha quando as pressões se igualam. Quando as pressões estão balanceadas, a membrana timpânica vibra livremente conforme as ondas sonoras chegam nela. Se a pressão não estiver equilibrada, podem ocorrer dor intensa, prejuízo auditivo, zumbido nas orelhas e vertigem. A tuba auditiva também é uma rota para patógenos que saem do nariz e da garganta para a orelha média, causando o tipo mais comum de infecção auditiva (ver otite média em Distúrbios | Desequilíbrios homeostáticos no final deste capítulo). Figura 17.19 Orelha média direita e ossículos da audição. Quais estruturas separam a orelha média da orelha interna? Orelha interna A orelha interna também é chamada de labirinto por causa de sua série complicada de canais (Figura 17.20). Estruturalmente, ela é formada por duas divisões principais: um labirinto ósseo externo que encapsula um labirinto membranáceo interno. É como se fossem balões longos colocados dentro de um tubo rígido. O labirinto ósseo é formado por uma série de cavidades na parte petrosa do temporal divididas em três áreas: (1) os canais semicirculares, (2) o vestíbulo e (3) a cóclea. O labirinto ósseo é revestido por periósteo e contém a perilinfa. Esse líquido, que é quimicamente semelhante ao líquido cerebrospinal, reveste o labirinto membranáceo, uma série de sacos e tubos epiteliais dentro do labirinto ósseo que têm o mesmo formato geral do labirinto ósseo, abrigando os receptores para a audição e o equilíbrio. O labirinto membranáceo epitelial contém a endolinfa. O nível de íons potássio (K+) na endolinfa é incomumente alto para um líquido extracelular e os íons potássio desempenham um papel na geração dos sinais auditivos (descritos a seguir). O vestíbulo é a parte central oval do labirinto ósseo. O labirinto membranáceo no vestíbulo é formado por dois sacos chamados de utrículo e sáculo, que são conectados por um pequeno ducto. Projetandose superior e posteriormente ao vestíbulo encontramse três canais semicirculares ósseos, cada um deles localizado em ângulos aproximadamente retos um em relação aos outros dois. Com base em suas posições, eles são nomeados como canais semicirculares anterior, posterior e lateral. Os canais semicirculares anterior e posterior são orientados verticalmente; o canal lateral é orientado horizontalmente. Em uma extremidade de cada canal encontrase um alargamento redondo chamado de ampola. As partes do labirinto membranáceo que se encontram dentro dos canais semicirculares ósseos são chamados de ductos semicirculares. Essas estruturas se conectam ao utrículo do vestíbulo. O nervo vestibular, parte do nervo vestibulococlear (VIII) consiste nos nervos ampular, utricular e sacular. Esses nervos contêm neurônios sensitivos de primeira ordem e neurônios motores que formam sinapses com os receptores de equilíbrio. Os neurônios sensitivos de primeira ordem carregam a informação sensorial proveniente dos receptores e os neurônios motores carregam sinais de retroalimentação para os receptores, aparentemente para modificar sua sensibilidade. Os corpos celulares dos neurônios sensitivos encontramse localizados nos gânglios vestibulares (ver Figura 17.21B). Figura 17.20 Orelha interna direita. A área externa e com coloração creme é parte do labirinto ósseo; a área interna e com coloração rosa é o labirinto membranáceo. O labirinto ósseo contém a perilinfa e o labirinto membranáceo contém a endolinfa. Quais são os nomes dos dois sacos que se encontram no labirinto membranáceo do vestíbulo? Anteriormente ao vestíbulo encontrase a cóclea, um canal espiral ósseo que lembra a casca de um caracol e realiza quase três voltas ao redor de um núcleo ósseo central chamado de modíolo (ver Figura 17.21B). Cortes histológicos através da cóclea revelam que ela é dividida em três canais: o ducto coclear, a rampa do vestíbulo e a rampa do tímpano (Figura 17.21AC). O ducto coclear é uma continuação do labirinto membranáceo em direção à cóclea; ele é preenchido por endolinfa. O canal acima do ducto coclear é a rampa do vestíbulo, que termina na janela do vestíbulo (oval). O canal abaixo é a rampa do tímpano, que termina na janela da cóclea (redonda). Tanto a rampa do vestíbulo quanto a rampa do tímpano são partes do labirinto ósseo da cóclea; portanto, essas câmaras são preenchidas por perilinfa. A rampa do vestíbulo e a rampa do tímpano são separadas completamente pelo ducto coclear, exceto por uma abertura no ápice da cóclea, o helicotrema (ver Figura 17.22). A cóclea é adjacente à parede do vestíbulo, na qual a rampa do vestíbulo se abre. A perilinfa no vestíbulo é contínua com aquela da rampa do vestíbulo. A membrana (parede) vestibular separa o ducto coclear da rampa do vestíbulo e a lâmina basilar separa o ducto coclear da rampa do tímpano. Localizada sobre a lâmina basilar encontrase o órgão espiral ou órgão de Corti (Figura 17.21C, D). O órgão espiral é uma lâmina espiral de células epiteliais, incluindo células epiteliais de sustentação e cerca de 16.000 células ciliadas, que são os receptores da audição. Existem dois grupos de células ciliadas: as células ciliadas internas estão organizadas em uma única fileira, enquanto as células ciliadas externas estão organizadas em três fileiras. Na porção apical de cada célula ciliada encontramse entre 40 e 80 estereocílios, que se estendem para a endolinfa do ducto coclear. Apesar de seu nome, os estereocílios são microvilosidades longas e semelhantes a pelos organizadas em várias fileiras de comprimento graduado. Em suas extremidades basais, as células ciliadas formam sinapses com os neurônios sensitivos de primeira ordem e com os neurônios motores da parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII). Os corpos celulares dos neurônios sensitivos estão localizados no gânglio espiral (Figura 17.21B, C). Embora as células ciliadas externas superem em quantidade as células ciliadas internas em uma proporção de três para um, as células ciliadas internas formam sinapses com 90 a 95% dos neurônios sensitivos de primeira ordem no nervo coclear, que transmite a informação auditiva para o encéfalo. Em comparação, 90% dos neurônios motores no nervo coclear formam sinapses com as células ciliadas externas. A membrana tectória é uma membrana gelatinosa flexível que cobre as células ciliadas do órgão espiral (Figura 17.21D). Na realidade, as extremidades dos estereocílios das células ciliadas estão em contato com a membrana tectória enquanto os corpos das células ciliadas se encontram sobre a lâmina basilar. A natureza das ondas sonoras Para compreender a fisiologia da audição, é necessário saber algo a respeito do seu influxo, as ondas sonoras. As ondas sonoras são regiões de alta e baixa pressões que se alternam entre si e que viajam na mesma direção através de algum meio (como o ar). Elas são originadas a partir de um objeto que vibra de modo muito semelhante à formação de ondas sobre a superfície de um lago quando alguém atira uma pedra sobre a água. A frequênciade uma vibração sonora é o seu tom. Quanto maior for a frequência de vibração, maior será seu tom. Os sons percebidos de modo mais agudo pela orelha humana são aqueles provenientes de fontes que vibram em frequências entre 500 e 5.000 Hertz (Hz; 1 Hz = 1 ciclo por segundo). Todo o espectro audível se estende entre 20 e 20.000 Hz. Os sons da fala contêm frequências principalmente entre 100 e 3.000 Hz e o dó cantado por um soprano possui uma frequência dominante de 1.048 Hz. Os sons de um avião a muitos quilômetros de distância variam entre 20 e 100 Hz. Quanto maior for a intensidade (tamanho ou amplitude) da vibração, mais alto será o som. A intensidade do som é medida em unidades chamadas de decibéis (dB). O aumento em um decibel representa um aumento de 10 vezes na intensidade sonora. O limiar auditivo – o ponto a partir do qual um adulto jovem mediano pode distinguir entre som e silêncio – é definido como 0 dB a 1.000 Hz. O farfalhar das folhas de árvores possui um nível de 15 dB; uma fala sussurrada, 30; uma conversação normal, 60; um aspirador de pó, 75; gritos, 80 e uma motocicleta ou uma britadeira próxima, 90. Os sons se tornam desconfortáveis à orelha normal por volta de 120 dB e são dolorosos acima de 140 dB. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Sons altos e danos às células ciliadas A exposição à música alta, ao barulho da turbina de aviões, a motocicletas acelerando, a cortadores de grama e a aspiradores de pó dani ca as células ciliadas da cóclea. Como a exposição prolongada ao barulho causa perda auditiva, os empregadores nos EUA devem exigir que os trabalhadores utilizem protetores auditivos quando os níveis de ruído ocupacional excedem 90 dB. Shows de rock e até mesmo fones de ouvido podem facilmente produzir sons acima de 110 dB. A exposição contínua a sons de alta intensidade é uma causa de surdez, a perda auditiva signi cativa ou total. Quanto mais altos os sons, mais rápida é a perda auditiva. A surdez normalmente começa com uma perda de sensibilidade aos sons de tons elevados. Se você está escutando música com fones de ouvido e os transeuntes conseguem escutá-la também, o nível de decibéis está na faixa prejudicial. A maior parte das pessoas não consegue perceber a perda progressiva da audição até que a destruição seja extensa e elas apresentem di culdade para entender o que é falado. O uso de protetores com uma taxa de redução de barulho de 30 dB durante atividades barulhentas pode proteger a sensibilidade das suas orelhas. Figura 17.21 Canais semicirculares, vestíbulo e cóclea da orelha direita. Repare que a cóclea realiza quase três voltas completas. Os três canais na cóclea são a rampa do vestíbulo, a rampa do tímpano e o ducto coclear. Quais são as três subdivisões do labirinto ósseo? Fisiologia da audição Os seguintes eventos estão envolvidos na audição (Figura 17.22): O pavilhão direciona as ondas sonoras para o meato acústico externo. Quando as ondas sonoras alcançam a membrana timpânica, as ondas alternadas de pressão alta e baixa no ar fazem com que a membrana timpânica vibre para frente e para trás. A membrana timpânica vibra lentamente em resposta a sons de baixa frequência (tons baixos) e rapidamente em resposta a sons de alta frequência (tons altos). A área central da membrana timpânica se conecta ao martelo, que vibra junto com a membrana timpânica. Essa vibração é transmitida do martelo para a bigorna e, então, para o estribo. Conforme o estribo se move para frente e para trás, sua placa basal em formato oval, conectada através de um ligamento à circunferência da janela do vestíbulo (oval), faz vibrar essa janela. As vibrações na janela do vestíbulo (oval) são cerca de 20 vezes mais vigorosas do que aquelas na membrana timpânica porque os ossículos auditivos transformam eficientemente pequenas vibrações espalhadas por uma grande área superficial (a membrana timpânica) em vibrações maiores em uma superfície menor (a janela do vestíbulo [oval]). O movimento do estribo na janela do vestíbulo (oval) provoca ondas de pressão no líquido da perilinfa da cóclea. Conforme a janela do vestíbulo (oval) é empurrada para dentro, ela empurra a perilinfa na rampa do vestíbulo. As ondas de pressão são transmitidas da rampa do vestíbulo para a rampa do tímpano e, eventualmente, para a janela da cóclea (redonda), fazendo com que ela se projete para fora na orelha média (ver na figura). As ondas de pressão atravessam através da perilinfa da rampa do vestíbulo, passam então para a membrana vestibular e se movem para a endolinfa dentro do ducto coclear. As ondas de pressão na endolinfa fazem com que as membranas basilares vibrem, fazendo com que as células ciliadas do órgão espiral se movam contra a membrana tectória. Isso promove o dobramento dos estereocílios e leva em última análise à geração de impulsos nervosos nos neurônios de primeira ordem nas fibras nervosas cocleares. As ondas sonoras de várias frequências fazem com que determinadas regiões da lâmina basilar vibrem mais intensamente do que outras. Cada segmento da lâmina basilar está “afinado” para um tom em particular. Como a membrana é mais estreita e mais espessa na base da cóclea (próxima à janela do vestíbulo [oval]), os sons de alta frequência (com tom alto) induzem vibrações máximas nessa região. Na direção do ápice da cóclea, a lâmina basilar é mais ampla e mais flexível; os sons de baixa frequência (de tom baixo) causam a vibração máxima da lâmina basilar naquele local. A altura do som é determinada pela intensidade das ondas sonoras. Ondas sonoras de alta intensidade promovem vibrações maiores na lâmina basilar, promovendo maior frequência de impulsos nervosos que chegam ao encéfalo. Sons mais altos também podem estimular uma quantidade maior de células ciliadas. Figura 17.22 Eventos na estimulação dos receptores auditivos na orelha direita. A cóclea foi desenrolada para que seja possível visualizar mais facilmente a transmissão das ondas sonoras e a sua distorção nas membranas vestibular e basilar do ducto coclear. As células ciliadas do órgão espiral (órgão de Corti) convertem uma vibração mecânica (estímulo) em um sinal elétrico (potencial receptor). Qual parte da lâmina basilar vibra mais vigorosamente em resposta a sons de alta frequência (tom alto)? As células ciliadas promovem a transdução de vibrações mecânicas em sinais elétricos. Conforme a lâmina basilar vibra, os feixes de cílios no ápice das células ciliadas se dobram para frente e para trás e deslizam um sobre o outro. Uma proteína de ligação de extremidade (tip link) conecta a extremidade de cada estereocílio a um canal iônico sensível a estresse mecânico chamado de canal de transdução no seu estereocílio vizinho mais alto. Conforme os estereocílios se dobram em direção aos estereocílios mais altos, as ligações de extremidade (tip links) disparam os canais de transdução, abrindoos. Esses canais permitem que cátions na endolinfa, principalmente K+, entrem no citosol da célula ciliada. Conforme os cátions entram, eles produzem um potencial receptor despolarizante. A despolarização se espalha rapidamente ao longo da membrana plasmática e abre canais de Ca2+ dependentes de voltagem na base das células ciliadas. O influxo de cálcio resultante promove a exocitose de vesículas sinápticas contendo um neurotransmissor, que provavelmente é o glutamato. Conforme mais neurotransmissores são liberados, a frequência de impulsos nervosos nos neurônios sensitivos de primeira ordem que formam sinapses com a base das células ciliadas aumenta. O dobramento dos estereocílios na direção oposta fecha os canais de transdução, permitindo que ocorra hiperpolarização e reduzindo a liberaçãode neurotransmissor pelas células ciliadas. Isso diminui a frequência de impulsos nervosos nos neurônios sensitivos. Além de seu papel na detecção dos sons, a cóclea possui uma capacidade surpreendente de produzir sons. Esses sons em geral inaudíveis, chamados de emissões otoacústicas, podem ser captados pela colocação de um microfone sensível próximo à membrana timpânica. Elas são causadas por vibrações nas células ciliadas externas que ocorrem em resposta a ondas sonoras e a sinais provenientes dos neurônios motores. Conforme despolarizam e se repolarizam, as células ciliadas externas encurtam e se estendem rapidamente. Esse comportamento vibratório parece modificar a rigidez da membrana tectória e acreditase que ele aumente o movimento da lâmina basilar, amplificando as respostas das células ciliadas internas. Ao mesmo tempo, as vibrações das células ciliadas externas promovem uma onda que retorna em direção ao estribo e deixa a orelha na forma de emissão otoacústica. A detecção desses sons produzidos pela orelha interna é um modo rápido, barato e não invasivo de examinar recémnascidos para a detecção de problemas de audição. Em bebês surdos, as emissões otoacústicas não são produzidas ou são de amplitude muito reduzida. Via auditiva O dobramento dos estereocílios das células ciliadas do órgão espiral promove a liberação de um neurotransmissor (provavelmente o glutamato), que gera impulsos nervosos nos neurônios sensitivos que inervam as células ciliadas. Os corpos celulares dos neurônios sensitivos estão localizados nos gânglios espirais. Os impulsos nervosos passam através dos axônios desses neurônios, que formam a parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII) (Figura 17.23). Esses axônios formam sinapses com neurônios nos núcleos cocleares no bulbo naquele mesmo lado. Alguns dos axônios dos núcleos cocleares passam por um cruzamento no bulbo e ascendem em um trato chamado de lemnisco lateral no lado oposto e terminam no colículo inferior do mesencéfalo. Outros axônios dos núcleos cocleares terminam no núcleo olivar superior em cada lado da ponte. Diferenças sutis no tempo que demora para que os impulsos nervosos provenientes das duas orelhas cheguem nos núcleos olivares superiores permitem a localização da fonte do som. Axônios dos núcleos olivares superiores também ascendem no lemnisco lateral em ambos os lados e terminam nos colículos inferiores. A partir de cada colículo inferior, os impulsos nervosos são transmitidos para o núcleo geniculado medial no tálamo e, finalmente, para a área auditiva primária do córtex cerebral no lobo temporal do cérebro (ver áreas 41 e 42 na Figura 14.15). Como muitos axônios auditivos cruzam o bulbo, trocando de lado, enquanto outros permanecem no mesmo lado, as áreas auditivas primárias direita e esquerda recebem impulsos nervosos de ambas as orelhas. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Implantes cocleares Um implante coclear é um dispositivo que transforma sons em sinais elétricos que podem ser interpretados pelo encéfalo. Esse tipo de dispositivo é útil para pessoas cuja surdez tenha sido causada por danos às células ciliadas da cóclea. As porções externas de um implante coclear consistem em (1) um microfone posicionado ao redor da orelha, que capta as ondas sonoras, (2) um processador de sons, que pode ser colocado no bolso de uma camiseta, que converte as ondas sonoras em sinais elétricos e (3) um transmissor, posicionado atrás da orelha, que recebe sinais do processador de sons, passando-os para um receptor interno. As porções internas de um implante coclear são (1) um processador interno, que transmite sinais para (2) eletrodos implantados na cóclea, onde eles disparam impulsos nervosos nos neurônios sensitivos do nervo vestibulococlear (VIII). Esses impulsos nervosos induzidos arti cialmente são propagados para o encéfalo pelas vias normais. Os sons percebidos são grosseiros em comparação à audição normal, mas eles fornecem uma sensação de ritmo e de altura; dão informações a respeito de determinados barulhos, como aqueles produzidos por telefones e automóveis; e indicam o tom e a cadência da fala. Alguns pacientes com implante coclear conseguem escutar bem o bastante a ponto de utilizarem telefones. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 Fisiologia do equilíbrio Existem dois tipos de equilíbrio. O equilíbrio estático se refere à manutenção da posição do corpo (principalmente a cabeça) em relação à força da gravidade. Os movimentos corporais que estimulam os receptores do equilíbrio estático incluem girar a cabeça e a aceleração e a desaceleração lineares, como experimentado quando o corpo é movido dentro de um elevador ou em um carro que acelera ou desacelera. O equilíbrio dinâmico é a manutenção da posição corporal (principalmente da cabeça) em resposta a movimentos súbitos como a aceleração ou a desaceleração rotacionais. Coletivamente, os órgãos receptores para o equilíbrio são chamados de aparelho vestibular; que incluem o sáculo, o utrículo e os ductos semicirculares. Figura 17.23 Via auditiva. Das células ciliadas da cóclea, a informação auditiva é transmitida pela parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII) e, então, para o tronco encefálico, o tálamo e o córtex cerebral. Qual é a função do núcleo olivar superior da ponte? Órgãos otolíticos | Sáculo e utrículo As paredes tanto do utrículo quanto do sáculo contêm uma região pequena e espessa chamada de mácula (Figura 17.24). As duas máculas, que são perpendiculares uma à outra, são os receptores do equilíbrio estático. Elas fornecem informação sensorial a respeito da posição da cabeça no espaço e são essenciais para a manutenção da postura e do equilíbrio adequados. As máculas também detectam aceleração e desaceleração lineares – por exemplo, as sensações que você percebe enquanto está dentro de um elevador ou de um carro que acelera ou desacelera. As máculas são formadas por dois tipos de células: as células ciliadas, que são os receptores sensitivos, e as células de sustentação. As células ciliadas possuem em sua superfície entre 40 e 80 estereocílios (que são na realidade microvilosidades) de altura gradual, além de um cinocílio, um cílio convencional ancorado firmemente em seu corpo basal e que se estende além do estereocílio mais longo. Assim como na cóclea, os estereocílios estão conectados pelas ligações de extremidade. Coletivamente, os estereocílios e os cinocílios são chamados de feixe piloso. Espalhadas entre as células ciliadas encontramse as células de sustentação colunares que provavelmente secretam a camada espessa e gelatinosa de glicoproteínas, chamada de membrana dos estatocônios, que se encontra sobre as células ciliadas. Uma camada de cristais densos de carbonato de cálcio, chamados de estatocônios, se estende sobre toda a superfície dessa membrana. Como a membrana dos estatocônios se encontra em cima da mácula, se você inclinar a cabeça para frente, a membrana (juntamente com os estatocônios) é tracionada pela gravidade. Ela desliza “para baixo” sobre as células ciliadas na direção dos feixes pilosos que se dobraram. Entretanto, se você está sentado ereto em um carro que acelera subitamente, a membrana dos estatocônios fica para trás em relação ao movimento da cabeça, puxa os feixes pilosos, fazendo com que eles se dobrem em outra direção. O dobramento dos feixes pilosos em uma direção estica as ligações de extremidade, que tracionam os canais de transdução, produzindo potenciais receptores despolarizantes; o dobramento na direção oposta fecha os canais de transdução e produz a hiperpolarização. Conforme as células ciliadas despolarizam e repolarizam, elas liberam um neurotransmissorem uma taxa mais rápida ou mais lenta. As células ciliadas formam sinapses com neurônios sensitivos de primeira ordem na parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII) (ver Figura 17.21 D). Esses neurônios disparam impulsos em um ritmo lento ou rápido, dependendo da quantidade de neurotransmissor presente. Neurônios motores também formam sinapses com as células ciliadas e com os neurônios sensitivos. Evidentemente, os neurônios motores regulam a sensibilidade das células ciliadas e dos neurônios sensitivos. Figura 17.24 Localização e estrutura dos receptores nas máculas da orelha direita. Tanto neurônios sensitivos de primeira ordem (azul) quanto neurônios motores (vermelho) formam sinapses com as células ciliadas. O movimento dos estereocílios inicia os potenciais receptores despolarizantes. Com qual tipo de equilíbrio as máculas estão relacionadas? Ductos semicirculares Os três ductos semicirculares agem sobre o equilíbrio dinâmico. Os ductos se encontram em ângulos retos um em relação aos outros em três planos (Figura 17.25): os dois ductos verticais são os ductos semicirculares anterior e posterior e o ducto horizontal é o ducto semicircular lateral (ver também Figura 17.20). Esse posicionamento permite a detecção da aceleração e da desaceleração rotacionais. Na ampola, a parte dilatada de cada ducto, encontrase uma pequena elevação chamada de crista. Cada crista contém um grupo de células ciliadas e de células de sustentação. Recobrindo a crista encontrase uma massa de material gelatinoso chamada de cúpula. Quando você move sua cabeça, os ductos semicirculares vinculados e as células ciliadas se movem concomitantemente. Entretanto, a endolinfa dentro da ampola não está vinculada e fica para trás. Conforme as células ciliadas se movendo sofrem atrito contra a endolinfa estacionária, os ramos ciliares se dobram. O dobramento dos ramos ciliares produz potenciais receptores. Por sua vez, os potenciais receptores causam impulsos nervosos que passam pela parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII). Figura 17.25 Localização e estrutura dos ductos semicirculares da orelha direita. Tanto os neurônios sensitivos de primeira ordem (azul) quanto os neurônios motores (vermelho) formam sinapses com as células ciliadas. Os nervos ampulares são ramos da divisão vestibular do nervo vestibulococlear (NC VIII). As posições dos ductos semicirculares permitem a detecção dos movimentos rotacionais. Os ductos semicirculares estão relacionados a que forma de equilíbrio? Vias do equilíbrio A curvatura dos feixes pilosos das células ciliadas nos ductos semicirculares, no utrículo ou no sáculo promove a liberação de um neurotransmissor (provavelmente glutamato), gerando impulsos nervosos nos neurônios sensitivos que inervam as células ciliadas. Os corpos celulares dos neurônios sensitivos estão localizados nos gânglios vestibulares. Impulsos nervosos são transportados pelos axônios desses neurônios, que formam a parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII) (Figura 17.26). A maior parte desses axônios forma sinapses com os neurônios sensitivos nos núcleos vestibulares, os principais centros de integração com o equilíbrio, localizados no bulbo e na ponte. Os núcleos vestibulares também recebem informações dos olhos e dos proprioceptores, especialmente os localizados nos músculos do pescoço e dos membros, que indicam a posição da cabeça e dos membros. Os axônios restantes entram no cerebelo através dos pedúnculos cerebelares inferiores (ver Figura 14.8B). Vias bidirecionais conectam o cerebelo e os núcleos https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig8 vestibulares. Os núcleos vestibulares integram informações provenientes dos receptores vestibulares, visuais e somáticos e enviam comandos para (1) os núcleos dos nervos cranianos – oculomotor (III), troclear (IV) e abducente (VI) – que controlam os movimentos coordenados dos olhos e da cabeça, ajudando a manter o foco no campo visual; (2) os núcleos dos nervos acessórios (XI), que ajudam a controlar os movimentos da cabeça e do pescoço para a manutenção do equilíbrio; (3) o trato vestibulospinal, que transmite impulsos para a medula espinal para a manutenção do tônus muscular nos músculos esqueléticos, ajudando a manter o equilíbrio; e (4) o núcleo ventral posterior do tálamo e, então, para a área vestibular no lobo parietal do córtex cerebral (que é parte da área somatossensorial primária; ver áreas 1, 2 e 3, na Figura 14.15) que nos fornece a percepção consciente da posição e dos movimentos da cabeça e dos membros. A Tabela 17.2 resume as estruturas da orelha relacionadas com a audição e o equilíbrio. Figura 17.26 Via do equilíbrio. Das células ciliadas dos ductos semicirculares, do utrículo e do sáculo, a informação vestibular é transmitida pela parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII) e, então, para o tronco encefálico, o cerebelo, o tálamo e o córtex cerebral. Onde estão localizados os núcleos vestibulares? TABELA 17.2 Resumo das estruturas da orelha. REGIÕES DA ORELHA E PRINCIPAIS ESTRUTURAS FUNÇÃO Orelha externa Pavilhão: coleta as ondas sonoras. Meato acústico externo: direciona as ondas sonoras para a membrana timpânica. Membrana timpânica (tímpano): as ondas sonoras fazem com que ela vibre, o que promove a vibração do martelo. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter14.html#ch14fig15 Orelha média Ossículos da audição: transmitem e ampli cam vibrações da membrana timpânica para a janela do vestíbulo (oval). Tuba auditiva (trompa de Eustáquio): equaliza a pressão do ar em ambos os lados da membrana timpânica. Orelha interna Cóclea: contém uma série de líquidos, canais e membranas que transmitem as vibrações para o órgão espiral (órgão de Corti), o órgão da audição; as células ciliadas no órgão espiral produzem os potenciais receptores, que disparam impulsos nervosos na parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII). Aparelho vestibular: inclui os ductos semicirculares, utrículo e sáculo, que geram impulsos nervosos que se propagam pela parte vestibular do nervo vestibulococlear (VIII). Ductos semicirculares: contêm cristas, que são os locais das células ciliadas para o equilíbrio dinâmico (a manutenção da posição corporal, principalmente da cabeça, em resposta a movimentos de aceleração e de desaceleração rotacionais). Utrículo: contém a mácula, o local das células ciliadas para o equilíbrio estático (manutenção da posição corporal, principalmente da cabeça, em relação à força da gravidade). Sáculo: contém a mácula, o local das células ciliadas para o equilíbrio estático. CORRELAÇÃO CLÍNICA | Cinetose A cinetose é um problema resultante de um con ito entre os sentidos relacionados com o movimento. Por exemplo, o aparelho vestibular percebe um movimento angular e vertical, enquanto os olhos e os proprioceptores nos músculos e nas articulações determinam a posição do corpo no espaço. Se você está dentro de um barco que está se movendo, o seu aparelho vestibular informa ao encéfalo que existe o movimento das ondas. Porém, os seus olhos não percebem o movimento. Isso causa um con ito entre os sentidos. A cinetose também pode ser experimentada em outras situações que envolvem movimento, por exemplo, em um carro, um 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.5 • avião, um trem ou em uma montanha russa. Os sintomas da cinetose incluem palidez, ansiedade, excesso de salivação, náuseas, tontura, suor, dor de cabeça e mal-estar, que podem progredir para o vômito. Uma vez que o movimento é interrompido, os sintomas desaparecem. Se não for possível parar o movimento, você pode tentar sentar no banco da frente do carro, do trem, em um deque superior do navio ou nos assentos próximos às asas do avião. Olharpara o horizonte e evitar a leitura também ajudam. Normalmente são ingeridos medicamentos para a cinetose antes da viagem e eles incluem a escopolamina, o dimenidrinato e a meclizina. TESTE RÁPIDO Como as ondas sonoras são transmitidas da orelha externa para o órgão espiral? Como as células ciliadas na cóclea e no aparelho vestibular promovem a transdução das vibrações mecânicas em sinais elétricos? Qual é a via para os impulsos auditivos da cóclea para o córtex cerebral? Compare a função da mácula na manutenção do equilíbrio estático com o papel das cristas na manutenção do equilíbrio dinâmico. Qual é o papel das informações vestibulares para o cerebelo? Descreva as vias do equilíbrio. Desenvolvimento dos olhos e das orelhas OBJETIVO Descrever o desenvolvimento dos olhos e das orelhas. Olhos Os olhos começam a se desenvolver cerca de 22 dias após a fertilização, quando o ectoderma das paredes laterais do prosencéfalo se projeta para fora, formando um par de sulcos ocos chamados de sulcos ópticos. Dentro de alguns dias, conforme o tubo neural se fecha, os sulcos ópticos aumentam e crescem na direção do ectoderma superficial e passam a ser chamados de vesículas ópticas. Quando as vesículas ópticas alcançam o ectoderma superficial, este se espessa e forma os placoides da lente. Além disso, as porções distais das vesículas ópticas formam invaginações que originam as escavações do disco óptico; elas permanecem ligadas ao prosencéfalo por estruturas proximais ocas e estreitas chamadas de pedículos ópticos. A Figura 17.27 mostra os estágios do desenvolvimento dos olhos. Os placoides da lente também se invaginam e formam as vesículas da lente que se encontram sobre a escavação do disco óptico. As vesículas da lente acabam se transformando nas lentes. O sangue é fornecido para as lentes em desenvolvimento (e para a retina) pelas artérias hialóideas. Essas artérias conseguem acessar os olhos em desenvolvimento através de um sulco na face inferior da escavação do disco óptico e do pedículo óptico chamado de fissura corióidea. Conforme a lente amadurece, parte das artérias hialóideas que atravessam a câmara vítrea degenera; as partes remanescentes dessas artérias se tornam as artérias centrais da retina. A parede interna da escavação do disco óptico forma o estrato nervoso da retina, enquanto a camada externa forma o estrato pigmentoso da retina. Axônios do estrato nervoso se projetam através do pedículo óptico para o encéfalo, convertendo a pedículo óptico em nervo óptico (II). Embora a mielinização dos nervos ópticos comece mais posteriormente na vida fetal, ela não termina até a décima semana após o nascimento. A parte anterior da escavação do disco óptico forma o epitélio do corpo ciliar, da íris e as fibras musculares radiais e circulares da íris. O tecido conjuntivo do corpo ciliar, do músculo ciliar e das fibras zonulares da lente se desenvolvem a partir do mesênquima ao redor da parte anterior da escavação do disco óptico. O mesênquima em torno da escavação do disco óptico e do pedículo óptico se diferencia em uma camada interna que origina a corioide e em uma camada externa que se desenvolve em esclera e em parte da córnea. O restante da córnea é derivado da superfície do ectoderma. A câmara anterior se desenvolve a partir de uma cavidade que se forma no mesênquima entre a íris e a córnea; a câmara posterior se desenvolve a partir de uma cavidade que se forma no mesênquima entre a íris e a lente. Uma parte do mesênquima ao redor do olho em desenvolvimento entra na escavação do disco óptico através da fissura corióidea. Esse mesênquima ocupa o espaço entre a lente e a retina e se diferencia em uma rede delicada de fibras. Mais tarde, o espaço entre as fibras será preenchido por uma substância gelatinosa, formando o humor vítreo da câmara vítrea. As pálpebras se formam a partir do ectoderma superficial e do mesênquima. As pálpebras superiores e inferiores se encontram e se fundem por volta da oitava semana do desenvolvimento e permanecem fechadas até aproximadamente a 26a semana do desenvolvimento. Orelhas A primeira parte da orelha a se desenvolver é a orelha interna. Ela começa a ser formada cerca de 22 dias após a fertilização como um espessamento do ectoderma superficial, chamado de placoide ótico (Figura 17.28A), que aparece em ambos os lados do rombencéfalo. Os placoides óticos se invaginam rapidamente (Figura 17.28B), formando as depressões óticas (Figura 17.28C). Em seguida, as depressões óticas se desprendem do ectoderma superficial, formando as vesículas óticas, dentro do mesênquima da cabeça (Figura 17.28D). Mais tarde durante o desenvolvimento, as vesículas óticas formarão as estruturas associadas ao labirinto membranáceo da orelha interna. O mesênquima ao redor das vesículas óticas produz a cartilagem que mais tarde será ossificada e formará o osso associado ao labirinto ósseo da orelha interna. Figura 17.27 Desenvolvimento dos olhos. Os olhos começam a se desenvolver a partir do ectoderma do prosencéfalo cerca de 22 dias após a fertilização. Que estruturas originam as camadas neural e pigmentada da retina? A orelha média se desenvolve a partir de uma estrutura chamada de primeira bolsa faríngea (branquial), um brotamento revestido por endoderma da faringe primitiva (ver Figura 18.21A). As bolsas faríngeas são discutidas detalhadamente na Seção 29.1. Os ossículos da audição se desenvolvem a partir do primeiro e do segundo arcos faríngeos. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter18.html#ch18fig21 https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter29.html#ch29-1 17. 17.6 • A orelha externa se desenvolve a partir da primeira fenda faríngea, um sulco entre o primeiro e o segundo arcos faríngeos, revestida por endoderma (ver detalhe na Figura 17.28). As fendas faríngeas são discutidas detalhadamente na Seção 29.1. Figura 17.28 Desenvolvimento das orelhas. As primeiras partes das orelhas a se desenvolverem são as orelhas internas, que começam a se formar cerca de 22 dias após a fertilização como espessamentos do ectoderma superficial. Como as três partes da orelha diferem em relação as suas origens? TESTE RÁPIDO Como as origens dos olhos e das orelhas se diferenciam? Envelhecimento e os sentidos especiais OBJETIVO Descrever as mudanças associadas ao envelhecimento que ocorrem nos olhos e nas orelhas. https://jigsaw.vitalsource.com/books/9788527728867/epub/OEBPS/Text/chapter29.html#ch29-1 18. A maioria das pessoas não apresenta distúrbios do olfato e do paladar até os 50 anos de idade. Isso se deve à perda gradual dos receptores olfatórios e das células receptoras gustatórias que está associada a uma menor taxa de reposição dessas células conforme nós envelhecemos. Várias mudanças associadas à idade ocorrem nos olhos. Como dito anteriormente, a lente perde uma parte de sua elasticidade e desse modo não consegue modificar seu formato tão rapidamente, resultando em presbiopia (ver Seção 17.3). Também ocorrem cataratas (a perda da transparência das lentes) com o envelhecimento (ver Distúrbios | Desequilíbrios homeostáticos). Em idades avançadas, a esclera se torna espessa e rígida e desenvolve uma coloração amarelada ou amarronzada por causa dos muitos anos de exposição à luz ultravioleta, ao vento e à poeira. A esclera também pode desenvolver acúmulos aleatórios de pigmento, especialmente em pessoas de pele escura. A íris desbota ou desenvolve pigmentos irregulares. Os músculos que regulam o tamanho da pupila se enfraquecem com a idade e as pupilas ficam menores, reagem mais lentamente à luz e dilatam mais lentamente no escuro. Por esses motivos, as pessoas idosas achamque os objetos não são tão brilhantes, seus olhos podem se ajustar mais lentamente durante passeios à luz do sol e elas possuem problemas na transição entre locais claros e escuros. Algumas doenças da retina também ocorrem mais provavelmente em idosos, incluindo a doença macular relacionada com a idade e o descolamento de retina (ver correlaçãO clínica na Seção 17.3). Um distúrbio chamado de glaucoma (ver adiante) se desenvolve nos olhos dos idosos como resultado do acúmulo de humor aquoso. A produção de lágrimas e da quantidade de células mucosas na conjuntiva pode diminuir com a idade, resultando em olhos secos. As pálpebras perdem a elasticidade, se tornando moles e enrugadas. O volume de gordura ao redor das órbitas oculares diminui, fazendo com que os bulbos dos olhos afundem nas órbitas. Finalmente, conforme nós envelhecemos, a nitidez da visão diminui, a percepção de cor e de profundidade é reduzida e os “ corpos flutuantes no vítreo” aumentam em idosos. Até aproximadamente os 60 anos de idade, cerca de 25% das pessoas apresenta perda de audição perceptível, especialmente para os sons com tons altos. A perda progressiva e bilateral de audição associada à idade é chamada de presbiacusia. Ela pode estar relacionada com danos e perdas de células ciliadas no órgão espiral ou com degeneração da via nervosa da audição. Tinido e desequilíbrios vestibulares também ocorrem mais frequentemente nos idosos. TESTE RÁPIDO Quais mudanças nos olhos e nas orelhas estão relacionadas com o processo do envelhecimento e como elas ocorrem? DISTÚRBIOS | DESEQUILÍBRIOS HOMEOSTÁTICOS Cataratas Uma causa comum de cegueira é a perda da transparência da lente conhecida como catarata. A lente se torna nebulosa (menos transparente) por causa de modificações na estrutura das proteínas da lente. As cataratas ocorrem frequentemente com o envelhecimento, mas também podem ser causadas por lesões, exposição excessiva aos raios ultravioleta, determinados medicamentos (como o uso prolongado de esteroides) ou por complicações de outras doenças (p. ex., diabetes melito). Os fumantes também correm risco elevado de desenvolvimento de catarata. Felizmente, a visão pode ser em geral restabelecida pela remoção cirúrgica da lente antiga e a implantação de uma nova lente artificial. Glaucoma O glaucoma é a causa mais comum de cegueira nos EUA, afetando cerca de 2% da população com mais de 40 anos de idade. Em muitos casos, o glaucoma é causado por pressão intraocular anormalmente alta como resultado do acúmulo de humor aquoso dentro da cavidade anterior. O líquido comprime a lente contra o humor vítreo e pressiona os neurônios da retina. A pressão persistente resulta em progressão de um prejuízo visual moderado até a destruição irreversível dos neurônios da retina, danificando o nervo óptico e causando cegueira. O glaucoma é indolor e o outro olho é capaz de fazer grandes compensações de modo que o indivíduo pode ter um dano considerável à retina e até mesmo perda visual antes que a doença seja diagnosticada. Como o glaucoma ocorre mais frequentemente com o avanço da idade, a medição regular da pressão intraocular é uma parte cada vez mais importante dos exames oftalmológicos. Os fatores de risco incluem etnia (os afroamericanos são mais suscetíveis), idade avançada, história familiar e lesões e distúrbios oculares pregressos. Alguns indivíduos desenvolvem outro tipo de glaucoma chamado de glaucoma normotenso. Nessa condição, ocorre dano no nervo óptico e uma perda de visão correspondente mesmo que a pressão ocular esteja normal. Embora a causa seja desconhecida, ela parece estar relacionada com fragilidade no nervo óptico, espasmos dos vasos sanguíneos ao redor do nervo óptico e isquemia causada por vasos sanguíneos estreitos ou obstruídos ao redor do nervo óptico. A incidência de glaucoma normotenso é maior em japoneses, coreanos e mulheres. Surdez A surdez é uma perda total ou significativa da audição. A surdez neurossensorial é causada por dano nas células ciliadas da cóclea ou na parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII). Esse tipo de surdez pode ser causado por aterosclerose, que reduz o suprimento de sangue para as orelhas; pela exposição prolongada a barulhos altos, o que destrói as células ciliadas do órgão espiral; por determinados fármacos como ácido acetilsalicílico e estreptomicina; e/ou por fatores genéticos. A surdez de condução é causada por danos aos mecanismos de transmissão de sons das orelhas externa e média para a cóclea. As causas da surdez de condução incluem otosclerose, a deposição de novos ossos ao redor da janela do vestíbulo (oval); cerume impactado; lesões timpânicas e envelhecimento, que frequentemente promovem espessamento da membrana timpânica e das articulações dos ossículos da audição. O teste de Weber é utilizado para distinguir entre surdez neurossensorial e surdez de condução. Nesse teste, a base de um diapasão é colocada sobre a testa. Nas pessoas com audição normal, o som é ouvido igualmente nas duas orelhas. Se o som for escutado melhor na orelha afetada, a surdez provavelmente é do tipo de condução; se o som for escutado melhor na orelha normal, ela é do tipo neurossensorial. Doença de Ménière A doença de Ménière é resultante de volume elevado de endolinfa, que alarga o labirinto membranáceo. Entre os sintomas estão perda auditiva flutuante (causada pela distorção da lâmina basilar da cóclea) e zumbido. Sensações de vertigem também são características da doença de Ménière. Pode ocorrer uma destruição quase total da audição em um período de poucos anos. Otite média A otite média é uma infecção aguda da orelha média causada principalmente por bactérias e associada a infecções do nariz e da garganta. Os sinais/sintomas incluem dor, malestar, febre, vermelhidão e protrusão da membrana timpânica, que pode se romper se a condição não for tratada. (Isso pode envolver uma drenagem de pus proveniente da orelha média.) Bactérias provenientes da parte nasal da faringe (nasofaringe) passando pela tuba auditiva são a causa principal de infecções da orelha média. As crianças são mais suscetíveis do que os adultos a essas infecções porque suas tubas auditivas são quase horizontais, diminuindo a drenagem. Se a otite média ocorrer frequentemente, pode ser empregado um procedimento cirúrgico chamado de timpanotomia. Ele consiste na inserção de um pequeno tubo na membrana timpânica para fornecer uma via de drenagem para o líquido proveniente da orelha média. TERMINOLOGIA TÉCNICA Abrasão da córnea. Um arranhão na superfície da córnea, por exemplo, decorrente de poeira ou de lentes de contato danificadas. Os sinais/sintomas incluem dor, vermelhidão, lacrimejamento, borramento visual, sensibilidade a luzes fortes e piscadelas frequentes. Ageusia. Perda do sentido do paladar. Ambliopia. Termo utilizado para descrever a perda de visão em um olho considerado normal que, por causa de um desequilíbrio muscular, não consegue focar em sincronia com o outro olho. Algumas vezes é chamada de “olho preguiçoso”. Anosmia. Perda total do sentido do olfato. Barotrauma. Lesão ou dor, que afeta principalmente a orelha média, resultante de mudanças de pressão. Ele ocorre quando a pressão fora da membrana timpânica é diferente daquela do lado interno, por exemplo, durante o voo em uma aeronave ou durante um mergulho. Deglutir ou exalar mantendo a boca fechada e o nariz tampado em geral abre as tubas auditivas, permitindo que a pressão do ar na orelha média fique igual à pressão externa. Blefarite. Inflamação da pálpebra. Ceratite. Inflamação ou infecção na córnea. Conjuntivite. Inflamação da túnica conjuntiva; quando causada por vírus oubactérias como pneumococos, estafilococos ou Haemophilus influenzae é bastante contagiosa e mais prevalente em crianças. A conjuntivite também pode ser causada por agentes irritantes como poeira, fumaça ou poluentes no ar; nesse caso a doença não é contagiosa. Escotoma. Área de visão reduzida ou perdida no campo visual. Estrabismo. Desalinhamento dos bulbos dos olhos de modo que eles não se movem em uníssono quando um objeto é observado; o olho afetado gira medial ou lateralmente em relação ao olho normal e o resultado é visão dupla (diplopia). Pode ser causado por trauma físico, lesões vasculares ou tumores dos músculos extrínsecos dos bulbos dos olhos ou lesões dos nervos oculomotor (NC III), troclear (NC IV) ou abducente (NC VI). Exotropia. Giro anormal dos olhos para fora. Fotofobia. Intolerância visual anormal à luz. 17.1 1. 2. 3. 4. 17.2 1. 2. 3. 4. 5. 17.3 1. 2. 3. 4. 5. Midríase. Dilatação da pupila. Miose. Constrição da pupila. Nistagmo. Movimento rápido e involuntário dos bulbos dos olhos, causado possivelmente por uma doença da parte central do sistema nervoso. Ele está associado a condições que causam vertigem. Otalgia. Dor de ouvido. Ptose. Queda da pálpebra (ou o deslocamento de qualquer órgão para uma posição abaixo do normal). Retinoblastoma. Tumor que surge a partir de células retinais imaturas; contribui com 2% dos cânceres infantis. Retinopatia diabética. Doença degenerativa da retina causada pelo diabetes melito, em que os vasos sanguíneos na retina são danificados ou novos vasos crescem e interferem com a visão. Tinido. Zumbido, rugido ou estalidos nas orelhas. Tonômetro. Um instrumento para medir a pressão, especialmente a pressão intraocular. Tracoma. Uma variação séria de conjuntivite e a maior causa individual de cegueira no mundo. É causada pela bactéria Chlamydia trachomatis. A doença produz um crescimento excessivo de tecido subconjuntival e invasão de vasos sanguíneos na córnea, progredindo até que toda a córnea esteja opaca. Transplante de córnea. Procedimento no qual a córnea defeituosa é removida e uma córnea doada de diâmetro semelhante é colocada em seu lugar. Esse é o procedimento de transplante mais comum e mais bemsucedido. Uma vez que a córnea é avascular, os anticorpos existentes no sangue que poderiam causar a rejeição não entram no tecido transplantado e raramente ocorre rejeição. A escassez de doadores de córneas tem sido parcialmente superada pelo desenvolvimento de córneas artificiais feitas de plástico. Vertigem. Sensação de estar girando ou de movimento em que o mundo parece estar girando ou em que o indivíduo parece girar no espaço, frequentemente associada a náuseas, e, em alguns casos, vômitos. Ela pode ser causada por artrite no pescoço ou por uma infecção no aparelho vestibular. REVISÃO DO CAPÍTULO Conceitos essenciais Olfato | O sentido do olfato Os receptores do olfato, que são neurônios bipolares, encontramse no epitélio nasal junto com as glândulas olfatórias, que produzem o muco que dissolve os odorantes. Na recepção olfatória, é gerado um potencial gerador que dispara um ou mais impulsos nervosos. O limiar do olfato é baixo e a adaptação aos odores ocorre rapidamente. Axônios das células receptoras olfatórias formam os nervos olfatórios (I), que carregam impulsos nervosos para os bulbos olfatórios, os tratos olfatórios, o sistema límbico e o córtex cerebral (lobos temporal e frontal). Gustação | O sentido do paladar Os receptores do paladar, as células receptoras gustatórias, estão localizados nos calículos gustatórios. Substâncias químicas dissolvidas, chamadas de estimuladores (tastants), estimulam as células receptoras gustatórias através do fluxo de íons por canais na membrana plasmática ou da ligação a receptores na membrana plasmática ligados a proteínas G. Os potenciais receptores desenvolvidos nas células receptoras gustatórias causam a liberação de um neurotransmissor, que pode gerar impulsos nervosos nos neurônios sensitivos de primeira ordem. O limiar varia com o sabor envolvido e a adaptação ao paladar ocorre rapidamente. As células receptoras gustatórias disparam impulsos nervosos nos nervos facial (VII), glossofaríngeo (IX) e vago (X). Os sinais do paladar passam então para o bulbo, o tálamo e o córtex cerebral (lobo parietal). Visão As estruturas acessórias dos olhos incluem sobrancelhas, pálpebras, cílios, aparelho lacrimal e músculos extrínsecos do bulbo do olho. O aparelho lacrimal é formado por estruturas que produzem e drenam as lágrimas. O olho é formado por três camadas: (a) a túnica fibrosa (esclera e córnea), (b) a túnica vascular (corioide, corpo ciliar e íris) e (c) retina. A retina é formada por um estrato pigmentoso e por um estrato nervoso que inclui uma camada de células fotorreceptoras, uma camada de células bipolares, uma camada de células ganglionares, células horizontais e células amácrinas. A cavidade anterior contém humor aquoso; a câmara vítrea contém humor vítreo. A formação de imagens na retina envolve a refração dos raios de luz pela córnea e pela lente, que focam uma imagem invertida sobre a fóvea central da retina. Para observar objetos próximos, a lente aumenta sua curvatura (acomodação) e a pupila diminui para evitar que raios de luz entrem no olho através da periferia da lente. 6. 7. 8. 9. 10. 17.4 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 17.5 1. 2. 17.6 1. 2. 3. 1. 2. O ponto próximo de visão é a distância mínima do olho a partir da qual um objeto pode ser focado claramente e com acomodação máxima. Na convergência, os bulbos dos olhos se movem medialmente de modo que ambos estejam direcionados para um objeto sendo observado. O primeiro passo na visão é a absorção de luz por fotopigmentos nos bastonetes e nos cones e a isomerização do cisretinal. Os potenciais receptores nos bastonetes e nos cones diminuem a liberação de um neurotransmissor inibitório, induzindo potenciais graduais nas células bipolares e nas células horizontais. As células horizontais transmitem sinais inibitórios para as células bipolares; as células bipolares ou amácrinas transmitem sinais excitatórios para as células ganglionares, que despolarizam e iniciam os impulsos nervosos. Os impulsos das células ganglionares são transmitidos para o nervo óptico (NC II), percorrem o quiasma óptico e o trato óptico e chegam até o tálamo. A partir do tálamo, os impulsos visuais são propagados para o córtex cerebral (lobo occipital). Axônios colaterais das células ganglionares da retina se estendem para o mesencéfalo e para o hipotálamo. Audição e equilíbrio A orelha externa consiste em pavilhão auricular,* meato acústico externo e membrana timpânica. A orelha média consiste em tuba auditiva, ossículos, janela do vestíbulo (oval) e janela da cóclea (redonda). A orelha interna é formada pelo labirinto ósseo e pelo labirinto membranáceo. A orelha interna contém o órgão espiral (órgão de Corti), o órgão da audição. As ondas sonoras entram no meato acústico externo, alcançam a membrana timpânica, passam através dos ossículos, atingem a janela do vestíbulo (oval), provocam ondas na perilinfa, chegando até a membrana vestibular e a rampa do tímpano, aumentando a pressão na endolinfa, promovendo a vibração da lâmina basilar e estimulando os feixes ciliares no órgão espiral (órgão de Corti). As células ciliadas convertem vibrações mecânicas em um potencial receptor, liberando um neurotransmissor que pode disparar impulsos nervosos nos neurônios sensoriais de primeira ordem. Axônios sensoriais na parte coclear do nervo vestibulococlear (VIII) terminam no bulbo. Os sinais auditivos passam então para o colículo inferior, o tálamo e os lobos temporais do córtex cerebral. O equilíbrio estático é a orientação do corpo em relação à força da gravidade.As máculas do utrículo e do sáculo são os órgãos sensoriais do equilíbrio estático. Movimentos corporais que estimulam os receptores para o equilíbrio estático incluem a inclinação da cabeça e a aceleração ou a desaceleração lineares. O equilíbrio dinâmico é a manutenção da posição corporal em resposta à aceleração ou à desaceleração rotacionais. As cristas nos ductos semicirculares são os principais órgãos sensoriais do equilíbrio dinâmico. A maior parte dos axônios da parte vestibular do nervo vestibulococlear (NC VIII) entram no tronco encefálico e terminam no bulbo e na ponte; outros axônios entram no cerebelo. Desenvolvimento dos olhos e das orelhas Os olhos começam seu desenvolvimento a partir do ectoderma cerca de 22 dias após a fertilização e surgem a partir das paredes laterais do prosencéfalo. As orelhas começam seu desenvolvimento cerca de 22 dias após a fertilização e surgem a partir de um espessamento do ectoderma em ambos os lados do rombencéfalo. A sequência de desenvolvimento da orelha é primeiramente a orelha interna, seguida pela orelha média e pela orelha externa. Envelhecimento e os sentidos especiais A maior parte das pessoas não apresenta problemas com os sentidos do olfato e do paladar até aproximadamente os 50 anos de idade. Entre as mudanças oculares relacionadas com a idade encontramse presbiopia, catarata, dificuldade em ajustar a visão à luz, doença macular, glaucoma, xerostomia (olhos secos e diminuição da nitidez da visão. Com a idade ocorre perda progressiva de audição e o tinido ocorre mais frequentemente. QUESTÕES PARA AVALIAÇÃO CRÍTICA Mário sofreu danos em seu nervo facial. Como isso afeta seus sentidos especiais? A enfermeira de plantão traz o jantar para Gertrudes, uma senhora com 80 anos de idade atendida pela casa de repouso. Conforme Gertrudes ingere uma pequena porção de sua refeição, ela comenta que não está com fome e que “comida de hospital não tem gosto bom!”. A enfermeira dá a Gertrudes um cardápio de modo que ela possa escolher o café da manhã, mas Gertrudes reclama que está tendo dificuldades para ler o cardápio e pede para que a enfermeira o leia para ela. Conforme a enfermeira começa a ler, Gertrudes pede em voz alta que ela “fale alto e 3. 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 17.10 17.11 17.12 17.13 17.14 17.15 17.16 17.17 17.18 17.19 17.20 17.21 17.22 17.23 17.24 17.25 17.26 17.27 desligue a campainha”. O que a enfermeira sabe sobre o envelhecimento e os sentidos especiais que possa ajudar a explicar os comentários de Gertrudes? Quando você está ajudando sua vizinha a colocar colírio nos olhos de sua filha de 6 anos de idade, a menina diz “esse remédio tem um gosto ruim”. Como você explica para a sua vizinha que sua filha consegue “sentir o gosto” do colírio? RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS FIGURAS Um receptor olfatório tem um tempo de vida de cerca de 1 mês. A transdução olfatória ocorre nos cílios olfatórios de um receptor olfatório. As células basais se desenvolvem em receptores gustatórios. A luz visível com comprimento de onda de 700 nm é vermelha. A conjuntiva é contínua com o revestimento interno das pálpebras. O líquido lacrimal, ou a lágrima, é uma solução aquosa contendo sais, um pouco de muco e lisozima que protege, limpa, lubrifica e umedece o bulbo do olho. A túnica fibrosa é formada por córnea e esclera; a túnica vascular é formada por corioide, corpo ciliar e íris. A parte parassimpática do SNA promove a constrição da pupila; a parte simpática promove a dilatação da pupila. Um exame oftalmoscópico dos vasos sanguíneos dos olhos pode revelar a existência de hipertensão, diabetes melito, catarata e doença macular relacionada com a idade (DMRI). Os dois tipos de fotorreceptores são os bastonetes e os cones. Os bastonetes fornecem visão em preto e branco quando a luz é escassa; os cones fornecem alta acuidade visual e visão colorida em condições mais luminosas. Após sua secreção pelo processo ciliar, o humor aquoso flui para a câmara posterior, ao redor da íris, para a câmara interior e para fora do bulbo do olho através do seio venoso da esclera. Durante a acomodação, os músculos ciliares se contraem, fazendo com que as fibras zonulares se alonguem. A lente se torna mais convexa, aumentando sua capacidade de focar. A presbiopia é a perda da elasticidade da lente que ocorre durante o envelhecimento. Tanto os bastonetes quanto os cones promovem a transdução da luz em potenciais receptores, utilizam um fotopigmento localizado nos discos ou nas dobras externas e liberam neurotransmissor em sinapses com as células bipolares e com as células horizontais. A conversão de cisretinal em transretinal é chamada de isomerização. O GMP cíclico é o ligante que abre os canais de Na+ nos fotorreceptores, provocando o fluxo da corrente escura (influxo de Na+). Os raios de luz provenientes de um objeto na metade temporal do campo visual são projetados na metade nasal da retina. O martelo da orelha média é ligado à membrana timpânica, que faz parte da orelha externa. As janelas do vestíbulo (oval) e da cóclea (redonda) separam a orelha média da orelha interna. Os dois sacos no labirinto membranáceo do vestíbulo são o utrículo e o sáculo. As três subdivisões do labirinto ósseo são os canais semicirculares, o vestíbulo e a cóclea. A região da lâmina basilar próxima às janelas do vestíbulo (oval) e da cóclea (redonda) vibra mais vigorosamente em resposta a sons com alta frequência. O núcleo olivar superior da ponte é a parte da via auditiva que permite que a pessoa localize a fonte de um som. As máculas estão associadas ao equilíbrio estático; elas fornecem informações sensoriais a respeito da posição da cabeça no espaço. Os ductos semicirculares estão associados ao equilíbrio dinâmico. Os núcleos vestibulares estão localizados no bulbo e na ponte. A escavação do disco óptico forma os estratos nervoso e pigmentoso da retina. 17.28 A orelha interna se desenvolve a partir do ectoderma superficial, a orelha média a partir das bolsas faríngeas e a orelha externa a partir de uma fenda faríngea. ____________ * N.R.T.: Embora não conste na listagem da Terminologia Anatômica Internacional, a expressão “pavilhão auricular” está consagrada pelo uso na área de saúde. 18.1 • Sistema endócrino e homeostasia Os hormônios locais ou circulantes do sistema endócrino contribuem para a homeostasia regulando a atividade e o crescimento das células-alvo no corpo. O metabolismo também é controlado pelos hormônios. Ao entrar na puberdade, meninos e meninas começam a desenvolver diferenças notáveis na aparência física e no comportamento. Talvez em nenhum outro período da vida seja tão evidente o impacto do sistema endócrino na condução do desenvolvimento e regulação das funções corporais. Nas meninas, os estrogênios promovem o acúmulo de tecido adiposo nas mamas e nos quadris, modelando a forma feminina. Ao mesmo tempo ou um pouco depois, níveis cada vez mais altos de testosterona nos meninos começam a produzir massa muscular e a aumentar as pregas vocais, resultando em uma voz mais grave. Essas alterações são apenas alguns exemplos da forte influência das secreções endócrinas. De maneira menos drástica, talvez, inúmeros hormônios ajudam a manter a homeostasia diariamente. Eles regulam a atividade dos músculos lisos, do músculo cardíaco e de algumas glândulas; alteram o metabolismo; estimulam o crescimento e o desenvolvimento; influenciam os processos reprodutivos e participam dos ritmos circadianos estabelecidos pelo núcleo supraquiasmático do hipotálamo. Comparação do controle exercido pelos sistemas nervoso e endócrino OBJETIVO Comparar o controle das funções corporais pelo sistema nervoso e pelo sistema endócrino. 18 Sistema Endócrino